赤外ダイオードレーザーを用いた過酸化水素の光反応過程

使用红外二极管激光器的过氧化氢光反应过程

基本信息

批准号：
05740375
负责人：
關金一
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Yokohama National University (1994)National Institute for Environmental Studies (1993)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至 1994
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740375/
关键词：
過酸化水素光化学光反応素過程赤外ダイオードレーザー

项目摘要

本研究は地球大気反応においてHO_2ラジカルのリザバ-として重要な役割をしている過酸化水素(H_2O_2)の光反応素過程について、光反応後生じるHO_2ラジカルを赤外ダイオードレーザーを用いて直接検出する事により解明するものである。具体的にはHO_2ラジカル検出の高感度化を目的として作成した、エキシマーレーザー励起可能な紫外透過窓を持つ赤外多重反射セル(光路長15m,反射回数30回)を用い、193nmのレーザー光照射により生じたHO_2ラジカルの検出に成功した。HO_2ラジカルの検出はレーザー照射後mus後において、1097cm-1付近に観測された3本のピークがO-O伸縮振動に対応する6_<15>-7_<16>(F_1)、6_<24>-7_<25>(F_1)、6_<15>-7_<16>(F_2)の振動回転遷移に帰属できる事より行った。HO_2ラジカルの生成過程には2つのチャンネルが考えられる。一つは過酸化水素から水素原子が直接解離して生じるHO_2ラジカルで、今回観測されたのがこれにあたる。もう一つは過酸化水素からふたつのOHラジカルが生じ、そのOHラジカルが基底状態にある他の過酸化水素と反応して生成するHO_2ラジカルである。後者は今回の実験条件下ではずっと遅れて生じるため観測にはかかっていない。従来の報告では193nm励起におけるこのチャンネルの分岐比は、直接解離より生じた水素原子と、OHラジカルを検出する事により、2:8で直接解離の方が少ないとされていた。本研究では不完全ではあるが、直接解離の分岐比がより高い事が示唆された。今後は得られたHO_2ラジカルの検出法を基に他の分子との反応速度の決定に研究を進めていく。

在本研究中，我们将利用红外二极管激光器直接检测光反应后产生的HO_2自由基，研究过氧化氢（H_2O_2）的基本光反应过程，过氧化氢在地球大气反应中作为HO_2自由基的储存库发挥着重要作用。将根据情况予以澄清。具体来说，我们使用了为了提高HO_2自由基检测灵敏度而设计的带有能够激发准分子激光的紫外透射窗的红外多重反射池（光路长度15 m，30次反射）来照射193 nm激光我们成功检测到了由光产生的HO_2自由基。激光照射后mus后检测到HO_2自由基，在1097cm-1附近观察到三个峰，6_ 15 > -7_ 16 > (F_1)和6_ 24 > -7_，对应于O-O伸缩振动。这样做是因为它可以归因于<25>(F_1)和6_<15>-7_<16>(F_2)的振动-旋转转变。 HO_2自由基的生成过程可以考虑两个通道。一种是HO_2自由基，它是由过氧化氢中氢原子直接解离而产生的，也是这次观察到的类型。另一种是HO_2自由基，它是由过氧化氢产生两个OH自由基而产生的，这些OH自由基与基态的其他过氧化氢发生反应。在目前的实验条件下，后者发生的时间要晚得多，因此尚未被观察到。在之前的报道中，由于检测到氢原子和OH自由基，该通道在193 nm激发下的分支比为2:8，直接解离的分支比低于直接解离的分支比。尽管这项研究不完整，但表明直接解离的分支率更高。今后，我们将基于所获得的HO_2自由基的检测方法，继续研究确定与其他分子的反应速率。