Reactivity of colloidal silica toward hydroxyl radical and hydrated electron

シリカナノコロイドのOHラジカル及び水和電子との反応性

熊谷 友多   ; 永石 隆二 ; 山田 禮司; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介

Kumagai, Yuta; Nagaishi, Ryuji; Yamada, Reiji; Muroya, Yusa*; Katsumura, Yosuke

水の放射線分解で生じるOHラジカルや水和電子に対するシリカナノコロイドの反応性を調べるために、パルスラジオリシス法を用いて、放射線によって生成されるラジカルの過渡光吸収を測定した。実験では、市販試料に含まれるスタビライザーなどの影響を排除するために、アルコキシド法によってシリカコロイド溶液を調製し、シリカコロイドを含む試料と、その濾液を用いて調製した試料を比較した。水和電子の直接観測を行った結果、シリカコロイドは水和電子の減衰過程にほとんど影響を与えないことがわかった。一方、炭酸水素ナトリウムを用いて、OHラジカルとの反応生成物である炭酸ラジカルの観測を行った結果、シリカコロイド溶液中では炭酸ラジカルの生成量が減少した。この結果からOHラジカルに対して炭酸水素イオンとシリカコロイドの間で競合反応が起きていると考えられ、シリカコロイドとOHラジカルとの反応が示唆された。

Reactions of colloidal silica with OH radical and hydrated electron were studied by pulse radiolysis technique. Colloidal silica samples were prepared by hydrolysis of TEOS (Si(OCH)) and solutions containing colloidal silica were compared to control solutions containing the filtrate of the colloidal silica samples, in order to avoid the effect of stabilizer and other impurities. For hydrated electron, transient light absorption was measured directly. Decay kinetics of hydrated electron were observed to be almost identical in the presence and absence of colloidal silica. On the other hand, for OH radical, absorption of carbonate radical formed by the reaction of OH radical with bicarbonate ion was measured to decrease in the presence of colloidal silica. This result indicates a competitive reaction between colloidal silica and bicarbonate ion with OH radical, and the reactivity of colloidal silica toward OH radical.