二次有機エアロゾルの生成に関する分光学的研究

芳香族炭化水素は都市大気中での人為起源炭化水素の中で二次有機エアロゾル生成に最も寄与していると考えられている炭化水素である。芳香族炭化水素の大気中での化学反応はシクロヘキサジエニル型ラジカルの生成とその後続反応が重要であり、光化学オゾンや二次有機エアロゾル生成収率にも影響と考えられている。しかしながらシクロヘキサジエニル型ラジカルの選択的な検出法は必ずしも確立されていない。そこで本年度は基本的な芳香族炭化水素の一つであるナフタレンを対象に、水素原子が負荷したシクロヘキサジエニル型ラジカルであるα-C10H9ラジカルのレーザー誘起蛍光検出を試みた。ラジカル生成としてはCl原子によるシクロヘキサジエン型C10H10からの水素原子引抜き反応を利用した。Cl原子源として幾つかの反応を試した結果、C10H10存在下で妨害信号を出さない系として、ClCO-dimerの308nmレーザー光分解が最も適した系である事が分かった。α-C10H9ラジカルのレーザー誘起蛍光(LIF)は0-0遷移に相当するスペクトルを528nm付近に与えた。2種類のC10H10を用いた実験でも同じスペクトルが観測されることから、観測されたLIFがα-C10H9ラジカルに帰属できる。次に538nm付近のLIF信号をモニターしながら、α-C10H9ラジカルと酸素分子との反応速度の測定を行った。O2存在下でのα-C10H9のLIF信号の反応時間依存性は、単純な単一指数関数減衰では表すことが出来ず、むしろdouble exponential型の減衰曲線として解釈するのが妥当であった。このことはC10H9+O2⇔C10H9-O2の平衡反応が存在していることが分かった。

芳香族炭化水素は都市大気中での人為起源炭化水素の中で二次有機エアロゾル生成に最も寄与していると考えられている炭化水素である。芳香族炭化水素の大気中での化学反応はシクロヘキサジエニル型ラジカルの生成とその後続反応が重要であり、光化学オゾンや二次有機エアロゾル生成収率にも影響と考えられている。しかしながらシクロヘキサジエニル型ラジカルの選択的な検出法は必ずしも確立されていない。そこで本年度は基本的な芳香族炭化水素の一つであるナフタレンを対象に、水素原子が負荷したシクロヘキサジエニル型ラジカルであるα-C10H9ラジカルのレーザー誘起蛍光検出を試みた。ラジカル生成としてはCl原子によるシクロヘキサジエン型C10H10からの水素原子引抜き反応を利用した。Cl原子源として幾つかの反応を試した結果、C10H10存在下で妨害信号を出さない系として、ClCO-dimerの308nmレーザー光分解が最も適した系である事が分かった。α-C10H9ラジカルのレーザー誘起蛍光(LIF)は0-0遷移に相当するスペクトルを528nm付近に与えた。2種類のC10H10を用いた実験でも同じスペクトルが観測されることから、観測されたLIFがα-C10H9ラジカルに帰属できる。次に538nm付近のLIF信号をモニターしながら、α-C10H9ラジカルと酸素分子との反応速度の測定を行った。O2存在下でのα-C10H9のLIF信号の反応時間依存性は、単純な単一指数関数減衰では表すことが出来ず、むしろdouble exponential型の減衰曲線として解釈するのが妥当であった。このことはC10H9+O2⇔C10H9-O2の平衡反応が存在していることが分かった。