ナノ秒パルス紫外レーザー照射時のPd溶液における光誘起微粒子化の時間分解XAFS研究; パルスエネルギーに依存した反応機構変化の発見

In situ time-resolved XAFS studies on photo-induced particle formation in an aqueous/ethanol solution of PdCl using ns pulsed UV laser; Dependence of chemical kinetics on laser pulse energy

佐伯 盛久*; 蓬田 匠   ; 松村 大樹   ; 中西 隆造*; 田口 富嗣*; 辻 卓也  ; 齋藤 寛之*; 大場 弘則*  

Saeki, Morihisa*; Yomogida, Takumi; Matsumura, Daiju; Nakanishi, Ryuzo*; Taguchi, Tomitsugu*; Tsuji, Takuya; Saito, Hiroyuki*; Oba, Hironori*

アルコールを添加したPdClイオン水溶液に紫外光を照射すると、イオンが還元されてPd微粒子が生成する。本研究では、ナノ秒パルスレーザーを紫外光源として用い、平均出力一定の条件下で、パルスエネルギーと繰り返し周波数を変化させた時の光誘起微粒子化反応の様子を、時間分解X線吸収分光によりその場観測した。その結果、パルスエネルギーが低いとき(5mJ)はPdClは半分程度が還元されたところで定常状態になってしまうのに対し、パルスエネルギーを高く(25mJ)するとPdClはすべてPd原子に還元できた。したがって、Pd原子の生成において、多光子プロセスが関与したレーザー特有の光化学反応が起きていることを明らかにした。

In the absence of a photoactivator, the laser-induced particle formation in an HO/ EtOH solution of PdCl was performed by three kinds of irradiation condition using fourth harmonics of the pulsed UV laser (266 nm). In the irradiation, pulsed laser energy was arranged to 5, 10 and 25 mJ, where average laser power is kept to 250 mW. The reaction kinetics of the laser-induced particle formation was observed using dispersive XAFS measurement. About half of Pd ions were reduced with 5 mJ pulsed laser irradiation. In contrast, all Pd ions were reduced with 25 mJ pulsed laser irradiation. The result elucidates that the laser photon contributes to the generation of Pd metals by the multi-photon process.