液体ノナン酸界面の光反応実験：太陽光波長におけるOHラジカル生成効率の定量

液体壬酸界面光反应实验：太阳光波长下 OH 自由基生成效率的量化

• 批准号: 22K18019
• 负责人: 沼舘 直樹
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18019/
• 关键词: 気液界面; 光化学反応; 脱離生成物; レーザー誘起蛍光法; 光反応断面積; レーザー誘起蛍光; 液体有機物; 光反応

海洋表面や大気エアロゾルの表面に存在しているノナン酸（炭素が9個の飽和脂肪酸）の太陽紫外線による光分解反応は、対流圏における新たなOHラジカル生成源として大気化学分野にて注目されている。しかし、実験の難しさから室内実験においては液体ノナン酸の光分解反応の定量どころか初期反応生成物であるOHラジカルの直接検出すら行われていなかった。我々はレーザー誘起蛍光法（Laser-induced fluorescence, LIF）を利用することで液体有機物の光反応初期生成物を直接検出する装置を開発した。そして、本研究では液体ノナン酸の213 nm光分解に伴うOHラジカル脱離過程を定量することに成功した。実験チャンバー内に液体ノナン酸を導入し、真空ポンプにてLIF法が適応可能な低真空状態まで排気した。Nd:YAGレーザの5倍波（213 nm）を液体ノナン酸に照射し、液体界面から気相へと脱離したOHラジカルを282 nmレーザーを用いたLIF法により直接検出することに成功した。また、光吸収断面積とOHラジカル生成の量子収率が既知である気相酢酸の光分解実験の結果と比較することで、世界で初めて液体ノナン酸界面の213 nm光分解に伴うOHラジカル脱離過程を定量することにも成功した。また、筑波大との共同研究として行った和周波発生分光測定により、液体ノナン酸界面ではノナン酸分子が二量体を形成していることが明らかとなった。気相カルボン酸は二量体を形成することで紫外光分解によるOHラジカル生成確率が減少することが知られている。本研究にて測定した液体ノナン酸界面の光反応性は気相酢酸と比較して100分の1以下と極めて小さく、これは液体界面における二量体形成が要因であると考えられる。

Large ocean surface や 気 エ ア ロ ゾ ル の surface に exist し て い る ノ ナ ン acid (9 carbon が の saturated fatty acid) の solar uv に よ る light into the 応 は, flow in sha-lu seaborne に お け る new た な OH ラ ジ カ ル generated source と し て big 気 chemical eset に て attention さ れ て い る. し か し, be 験 の difficult し さ か ら indoor be 験 に お い て は liquid ノ ナ ン acid の light into the 応 の quantitative ど こ ろ か early against 応 products で あ る OH ラ ジ カ ル の 検 directly す ら line わ れ て い な か っ た. I 々 は レ ー ザ ー induced 蛍 method (Laser - induced fluorescence, LIF) を using す る こ と で liquid organic の light anti early 応 products を 検 directly す る device を open 発 し た. そ し て, this study で は liquid ノ ナ ン acid の に with 213 nm light decomposition う OH ラ ジ カ ル process from quantitative す を る こ と に successful し た. Be 験 チ ャ ン バ ー に liquid inside ノ ナ ン acid を import し, vacuum ポ ン プ に て LIF method may が optimum 応 な low vacuum ま で row 気 し た. Nd: YAG レ ー ザ の wave 5 times (213 nm) を liquid ノ ナ し に ン acid exposure, liquid interface か ら 気 phase へ と from し た OH ラ ジ カ ル を 282 nm レ ー ザ ー を with い た LIF method に よ り 検 directly す る こ と に successful し た. ま た, light absorption 収 area と OH ラ ジ カ ル generated の quantum が 収 rate already know で あ る 気 の light phase boggy acid decomposition be 験 の results と す る こ と で, the early で め て liquid ノ ナ ン acid interface の に with 213 nm light decomposition う OH ラ ジ カ ル process from quantitative す を る こ と に も successful し た. ま た, tsukuba と の joint research と し て line っ た and frequency 発 identify light に よ り, liquid ノ ナ ン acid interface で は ノ ナ ン を acids が 2 quantity body formation し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. 気 phase カ ル ボ ン acid を は 2 quantity body formation す る こ と で uv decomposition に よ る OH ラ ジ カ ル generate probabilistic が reduce す る こ と が know ら れ て い る. This study に て determination し た liquid ノ ナ ン interface の light anti 応 acid は boggy acid と 気 phase comparison し て below 100 points の 1 と extremely め て small さ く, こ れ は liquid interface に お け る quantity body to form two が by で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

液体ノナン酸の光反応におけるOHラジカル生成の定量

液体壬酸光反应中 OH 自由基生成的定量

• 发表时间: 2022
• 作者: 沼舘直樹;齊藤翔太;野嶋優妃;石橋孝章;江波進一;羽馬哲也
• 通讯作者: 羽馬哲也

Direct Observation and Quantitative Measurement of OH Radical Desorption During the Ultraviolet Photolysis of Liquid Nonanoic Acid

液体壬酸紫外光解过程中OH自由基脱附的直接观察和定量测量

• DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c02199
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry Letters
• 作者: Naoki Numadate;Shota Saito;Yuki Nojima;Taka-aki Ishibashi;Shinichi Enami;and Tetsuya Hama
• 通讯作者: and Tetsuya Hama

Direct detection of OH radicals in the photolysis of liquid nonanoic acid using laser-induced fluorescence

使用激光诱导荧光直接检测液体壬酸光解中的 OH 自由基

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Saito;N. Numadate;Y. Nojima;T. Ishibashi;S. Enami;T. Hama
• 通讯作者: T. Hama

Quantification of photodesorption of OH following the photolysis of liquid organics

液体有机物光解后 OH 光解吸的定量

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Saito;N. Numadate;Y. Nojima;T. Ishibashi;S. Enami;T. Hama
• 通讯作者: T. Hama

Absorption cross section, fluorescence, and photodissociation of liquid carboxylic acids at 213 and 266 nm

液体羧酸在 213 和 266 nm 处的吸收截面、荧光和光解

• 发表时间: 2022
• 作者: SAITO;Shota;NUMADATE;Naoki;HAMA;Tetsuya
• 通讯作者: Tetsuya