キャビティーリングダウン法と質量分析法を組み合わせた新しいエアロゾル研究

结合空腔衰荡法和质谱法的新型气溶胶研究

基本信息

批准号：
07J00880
负责人：
江波進一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

エレクトロスプレーイオニゼーション質量分析法(Electrospray ionization mass spectrometry,ESMS)を応用し,液体エアロゾルと反応性気体との不均一反応を測定する装置を開発した。この手法は数μmの粒径を持つ初期液滴の表面部分の組成を調べることができる。筆者はこの原理に注目し,数μmの粒径を持つ初期液滴に反応性ガスを噴霧できるようにESMSを改良し,新しい不均一反応開発装置を開発した。噴霧液滴と反応性ガスのオーバーラップ時間により計算される本装置の反応時間スケールは数ミリ秒である。筆者は海塩粒子中に含まれるヨウ化イオンやSO_3^<2->,S_2O_3^<2->イオンが気体オゾンと反応することを見出し、SO_3^<2->とO_3(g)の反応の速度論的解析によりこの装置がエアロゾルの数nmの厚みの表面の反応による変化を検出していることを明らかにした。(Enami et al.Chem.Phys.Lett.455,316,2008)特に微小海塩粒子中に含まれるヨウ化イオンが触媒的にオゾンと反応して気体の活性ハロゲン分子を大気中に放出することを初めて見出した。この研究は春における極域でのオゾンの減衰を説明する発見として非常にインパクトがある。この装置の応用範囲は幅広く,人間の肺や気管支を守っている抗酸化物質であるアスコルビン酸や尿酸が気体オゾンとの不均一反応によって肺炎などを引き起こすオゾニドを生成することを発見した。(Enami et al.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.105,7365,2008,Enami et al.J.Phys.Chem.B,112,4153,2008,Enami et al.Chem.Res.Toxicol.22,35,2009)このように本測定装置は様々な分野での不均一反応に応用できることを示した。

我们开发了一种通过应用电喷雾电离质谱（ESMS）测量液体气溶胶和反应气体之间的非均相反应的装置。该方法可以研究粒径为几μm的初始液滴表面部分的成分。作者围绕这一原理，改进了ESMS，使其能够将反应气体喷射到粒径为数μm的初始液滴，并开发了一种用于开展非均相反应的新装置。该装置的反应时间尺度（通过喷雾液滴和反应气体的重叠时间计算）为几毫秒。作者发现海盐颗粒中含有的碘离子、SO_3^<2->、S_2O_3^<2->离子与气态臭氧发生反应，SO_3^<2->与O_3(g)的反应动力学分析揭示该设备可以检测由于厚度为几纳米的气溶胶表面反应而产生的变化。 (Enami et al.Chem.Phys.Lett.455,316,2008) 特别是，我发现，首次证明微观海盐颗粒中含有的碘离子会与臭氧发生催化反应，将气态活性卤素分子释放到大气中。它。这项研究作为解释极地地区春季臭氧消耗的发现具有重大影响。该装置应用范围广泛，人们发现，保护人体肺部和支气管的抗氧化剂抗坏血酸和尿酸，通过与气态臭氧发生非均相反应，生成引起肺炎的臭氧化物。 (Enami 等人.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.105,7365,2008，Enami 等人.J.Phys.Chem.B,112,4153,2008，Enami 等人.Chem.Res.Toxicol.22， 35, 2009）因此，该测量装置已被证明适用于各个领域的非均相反应。