均一な空間分布のマイクロ波誘起常圧プラズマ発生のための誘起体のマクロ構造制御

• Project/Area Number: 14655242
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 清水 康博 長崎大学, 助教授 (20150518)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 兵頭 健生 長崎大学, 工学部, 助手 (70295096) ; 江頭 誠 長崎大学, 工学部, 教授 (60037934)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2002: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
• Keywords: マイクロ波誘起プラズマ / 大気圧プラズマ / SiC / MoSi_2 / FeSi / モノクロロベンゼン / ダイオキシン類似化合物 / 環境浄化 / SiC多孔質焼結体 / シリコンスクラップ

Research Abstract

本研究では、誘起体の微細構造および組成変化を伴わずに、長期間安定して大気圧の空気中でプラズマを発生できる新たなプラズマ誘起体を、Mosi_2やFeSi等のケイ化物を中心に探索し、さらに、均一な空間分布の大気圧プラズマを発生させるためにマクロ構造制御を行うことを目的とした。
具体的には、まず、SiC、MoSi_2ハニカムおよびFeSiを誘起体に用いてマイクロ波誘起プラズマの発生状態を調べた。本研究で用いたMosi_2ハニカムは、アルミナハニカムの表面をMoSi_2粉末でコーティングしただけの材料であったので、そのプラズマ発生能はSiCおよびFeSiに比べて劣り、ハニカムの空洞内部でプラズマを発生させることはできなかった。また、N_2キャリアーガス中での長期間のプラズマ発生では、SiCおよびFeSiのどちらの場合でも誘起体としての熱安定性に問題があり、さらに熱安定性の高い誘起体の探索が必要と考えられる。また、SiCおよびFeSiから発生したN_2プラズマによるMCBの分解特性に及ぼす雰囲気中のO_2濃度の影響を調べた。どちらの誘起体を用いた場合でも、プラズマが発生すればMCBの転化率はほぼ100%となった。ただし、O_2の添加量が3.0%と少ない場合には、300〜600ppm程度のCOが生成し、モノクロロベンゼンを完全には酸化分解できなかった。なお、どちらの誘起体の場合でも、O2添加量を増やすと、COの生成量は減少し、完全酸化が促進された。ただし、完全酸化という観点からは、誘起体としては、FeSiよりもSiCの方が優れていることがわかった。