オゾン層回復に重要な影響を与える大気反応過程の実験的研究

对臭氧层恢复有重要影响的大气反应过程实验研究

• 批准号: 08J08725
• 负责人: 岩崎 絵利果
• 金额: $ 0.77万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J08725/
• 关键词: オゾン層回復; 揮発性有機化合物; 反応速度; 塩素原子; 不飽和炭化水素; 臭素原子; レーザー誘起蛍光法

対流圏における不飽和炭化水素類と塩素原子反応の実験的研究BrやClといったハロゲン原子の反応は、大気中のオゾン濃度に大きな影響を与えることが知られている。また、不飽和炭化水素(アルケン)類は、その反応性の高さから、都市域において高濃度の光化学スモッグが発生する一因ともなっている。特に人為排出において、エチレン(C_2H_4)やプロピレン(C_3H_6)、アセチレン(C_2H_2)といった低分子量のアルケン類の排出量が多く、これらアルケン類とCl原子との大気反応過程の理解が、大気オゾン濃度の将来予測のために必要である。また、アルケン類とCl原子の反応は、圧力依存性を示す。付加反応とH原子引き抜き反応が複雑なバランスで競争している低圧側の反応を、高感度な実験手法を用いて詳しく調べることは、基礎的な反応機構の理解のためにも重要である。本研究では、新しいレーザー技術であるレーザー光分解/真空紫外レーザー誘起蛍光(PLP-LIF)法を用いて、Cl原子と低分子アルケン類(C_2H_4、C_3H_6、C_2H_2)との絶対速度定数の測定を行った。測定は、全圧2-100Torr、室温(295±2K)、Cl原子の初期濃度に対して反応物の濃度が過多という擬一次条件にて行った。反応チャンバーにアルケン類(C_3H_6、C_2H_4、C_2H_2)/Cl_2/N_2の混合気体を流す。そこに351nm光分解レーザーを照射し、Cl_2光分解によってCl(^2P_<3/2>)を生成、アルケン類との反応によるCl(^2P_<3/2>)のLIF信号の減衰を観測した。減衰曲線フィッティングから得た擬一次反応速度を様々な反応物濃度に対してプロットし、直線の傾きからそれぞれの圧力条件における2次の速度定数を決定した。本研究によって得られた反応速度k(Cl+C_3H_6)とk(C_2H_4+Cl)、k(C_2H_2+Cl)のいずれも、従来の異なる実験手法による測定値と非常に良く一致していることがわかった。過去の実験手法では、他の反応物とアルケン類との相対的な濃度変化によって速度定数を得る相対速度(RR)法によるものが主であった。一方、本研究(PLP-LIF法)は、134.72nmの真空紫外レーザー光によってCl(^2P_<3/2>)のLIF信号を直接検出して絶対速度定数を得ている。異なる案験手法による測定値の一致は、データの信頼性をより一層高め、将来の大気オゾン濃度予測の精度向上に役立つものとして重要である。

Flow in sha-lu seaborne に お け る unsaturated coking water element class と salt element atoms against 応 の be 験 research Br や Cl と い っ た ハ ロ ゲ ン atomic の anti 応 は, large 気 の オ ゾ ン concentration に big き な influence を and え る こ と が know ら れ て い る. ま た, unsaturated coking water element (ア ル ケ ン) class は, そ の anti 応 の high さ か ら に, xiamen city お い て high-concentration の photochemical ス モ ッ グ が 発 raw す る due to と も な っ て い る. , に artificial discharge に お い て, エ チ レ ン (C_2H_4) や プ ロ ピ レ ン (C_3H_6), ア セ チ レ ン (C_2H_2) と い っ た low molecular weight の ア ル ケ ン class の discharge が く, こ れ ら ア ル ケ ン class と Cl atom と の big 気 の understand が 応 process, big 気 オ ゾ の ン concentration can be in the future の た め に necessary で あ る . Youdaoplaceholder0, ア ア ケ ケ ケ ア とCl atoms of the と class <s:1> anti応 and pressure dependence を show す. Plus the 応 と H atoms lead き sorting き anti 応 が complex 雑 な バ ラ ン ス で competition し て い る low lateral 圧 の anti 応 を, Gao Gan な be 験 gimmick を with い て detailed し く adjustable べ る こ と は, basic な の 応 authorities understand の た め に も important で あ る. This study で は, new し い レ ー ザ ー technology で あ る レ ー ザ ー / vacuum ultraviolet light decomposition レ ー ザ ー induced 蛍 を light (PLP - LIF) method with い て, Cl atom と low molecular ア ル ケ ン class (C_2H_4, C_3H_6, C_2H_2) と の off line speed limit の seaborne determination を っ た. The initial <s:1> concentration of Cl atoms に under full pressure of 2-100 torr, room temperature (295±2K), and the <s:1> て anti応 concentration <e:1> of て are determined. If there is an excess, と う う will be set under the condition of にて to determine った. The 応 チ ャ ン バ ー に ア ル ケ ン class (C_3H_6, C_2H_4, C_2H_2)/Cl_2 / N_2 の す mixed を 気 body flow. そ こ に 351 nm light decomposition レ ー ザ ー し を exposure, Cl_2 light decomposition に よ っ て Cl (^ 2 p_ (3/2 >) を generation, ア ル ケ ン class と の anti 応 に よ る Cl (^ 2 p_ (3/2 >) の の LIF signal damping を 観 measuring し た. Damping curve フ ィ ッ テ ィ ン グ か ら た proposed a backfire 応 speed を others 々 な anti 応 concentration に し seaborne て プ ロ ッ ト し, linear の pour き か ら そ れ ぞ れ の pressure conditions に お け る twice の speed constant を decided し た. This study に よ っ て have ら れ た anti 応 speed k + C_3H_6 (Cl) と k + Cl (C_2H_4), k (C_2H_2 + Cl) の い ず れ も, 従 to の different な る be 験 gimmick に よ る on determination of numerical と very good に く consistent し て い る こ と が わ か っ た. The past の be 験 gimmick で は, he の anti 応 と ア ル ケ ン class と の phase な concentration variations of seaborne に よ っ て speed limit を る phase velocity (RR) seaborne method に よ る も の が main で あ っ た. Side, this research method (PLP - LIF) は, 134.72 nm の vacuum ultraviolet レ ー ザ ー light に よ っ て Cl (^ 2 p_ (3/2 >) の LIF を 検 directly from the signal し て off the speed limit を seaborne て い る. Determination of different な る case 験 gimmick に よ る numerical の consistent は, デ ー タ の letter 頼 sex を よ り reachs め, big future の 気 オ ゾ ン concentration to set up に の measurement service つ も の と し て important で あ る.

项目成果

Absolute rate study of the pressure dependence of the reactions of chlorine atoms with C_3H_6, C_2H_4, and C_2H_2

氯原子与C_3H_6、C_2H_4和C_2H_2反应的压力依赖性的绝对速率研究

• 发表时间: 2009
• 作者: Erika Iwasaki;Hitoshi Chiba;Tomoki Nakayama;Yutaka Matsumi;T.J.Wallington;E.W.Kaiser
• 通讯作者: E.W.Kaiser

Real-time measurements of atmospheric CO2 isotope ratios (13C, 18O) using mid-IR QCL laser absorption spectroscopy

使用中红外 QCL 激光吸收光谱实时测量大气 CO2 同位素比 (13C、18O)

• 发表时间: 2008
• 作者: Pearce Julie;岩崎絵利果;中山智喜;松見豊
• 通讯作者: 松見豊

低分子量アルケン類の大気酸化過程

低分子量烯烃的常压氧化工艺

• 发表时间: 2008
• 作者: 岩崎;ほか(他4名、4番目)
• 通讯作者: ほか(他4名、4番目)

Atmospheric Chemistry of Cyclohexanone : UV Spectrum and Kinetics of Reaction with Chlorine Atoms

环己酮的大气化学：紫外光谱和与氯原子反应的动力学

• 发表时间: 2008
• 期刊: International Journal of Chemical Kinetics 40
• 作者: E. Iwasaki;Y. Matsumi;K. Takahashi;T. J. Wallington;M. D. Hurley;J. J. Orlando;E. W. Kaiser;J. G. Calvert
• 通讯作者: J. G. Calvert

低分子量アルケン類と塩素原子の反応の圧力依存性

低分子量烯烃与氯原子之间的反应的压力依赖性

• 发表时间: 2009
• 作者: 岩崎絵利果、千葉仁、中山智喜、松見豊;T.J.Wallington
• 通讯作者: T.J.Wallington