光照射により制御された化学振動反応に関する振動・定常状態の分岐点近傍の観測

光照射控制的化学振动反应的振动/稳态分岔点的观察

• 批准号: 07740477
• 负责人: 森 義仁
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740477/
• 关键词: 光照射; 化学振動反応; 分岐現象

本研究では、ルテニウム錯体を金属触媒として用いたBelousov-Zhabotinsky(BZ)型化学振動反応系の分岐現象に関するキャラクタリゼーションを光照射を外部制御因子として連続流通撹拌反応槽にて行った.その化学組成はルテニウム錯体/臭素酸/マロン酸/硫酸とし、光源のゆらぎに起因する照射光強度の不精密さを抑制する装置を作成した.(1)照射光強度制御システムの作成反応槽直前で照射ビームの数%をサンプリングし、フォトダイオードで検知してコンピュータで記録した.照射ビームの強度は可変型NDフィルタを用いることにより制御した.用いた可変型フィルタは円盤型であり、照射ビームはこのフィルタの任意の領域をフィルタに対して垂直に通過する.コンピュータ制御下のステップモータで、そのフィルタを回転させることで照射ビームの強度を制御する.反応槽直前でサンプリングした照射光強度をステップモータの駆動系にフィードバック(PID制御を採用)させることにより、照射光強度の安定化を効果的に実現した.(2)分岐現象のキャラクタリゼーション本研究で作成したコンピュータ制御型照射光強度制御システムにより、光強度を連続掃引することが可能となり、分岐点近傍のみならず広範囲における観測の自動化が可能となった.この方法により外部制御因子である臭素酸の初期濃度と照射光強度で張られる状態図を作成した.他の実験条件は反応温度25度、滞留時間5.6分とし、臭素酸以外の出発物質の初期濃度は次の通りである.マロン酸:4mM;硫酸:0.8M;ルテニウム錯体;0.2mM。3つの異なる状態(振動状態・還元定常状態・酸化定常状態)が観測され、振動-還元定常状態と振動-酸化定常状態間で分岐現象が観測された.分岐点近傍では大振幅振動が不連続的に、ヒステリシスを伴わず分岐することが観測された.

In this paper, the relationship between the bifurcation phenomenon of Belousov-Zhabotinsky(BZ) type chemical vibration reaction system and the external control factor of light irradiation is studied. The chemical composition of the compound is composed of a solid/sulfuric acid/solid/solid (1)The illumination intensity control system is made into a reverse groove, and the illumination intensity control system is made into a reverse groove, and the illumination intensity control system is made into a reverse groove. The intensity of the irradiation can be changed. The light source can be used to illuminate any part of the space. To control the intensity of the radiation The effect of stabilizing the intensity of the irradiated light is realized in the dynamic system of the inverse groove. (2)In this paper, we study the possibility of automatic measurement of divergence near the divergence point. This method is based on the external control factor, the initial concentration of the acetic acid, and the intensity of the irradiated light. The reaction temperature is 25 ℃, the residence time is 5.6 minutes, and the initial concentration of substances other than acetic acid is 10 minutes. Acid:4mM; Sulfuric acid: 0.8 M; Chloroform: 0.2 mM. 3. Different states (vibration state, reduction steady state, acidification steady state) are detected, and the phenomenon of divergence between vibration-reduction steady state and vibration-acidification steady state is detected. The large amplitude vibration near the divergence point is not connected to the divergence point.