サンプリングプローブ型酸素ラジカル計測法の開発と放電プラズマ分析への応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750657
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西岡 将輝 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00282575)
• Keywords: ラジカル測定法 / サンプリングプローブ / 光ガルバノ / マイナスイオン / 酸素イオンラジカル

Research Abstract

本研究では大気圧中で生成する酸素ラジカルの簡易測定法の開発を行うことを目的としている。
本年度は、この中で、酸素負イオン(0^-)の測定をおこなった。当初GC-MSによる測定を計画していたが、低濃度(ppbオーダ)における定量性に乏しいことから、光ガルバノ・レーザー分光による方法を用いた。これは0^-+光(860nm以下)→0+電子となる光脱離反応をおこさせ、脱離した電子を電流サンプリングプローブにより測定する方法である。酸素・ヘリウム混合ガス中でのグロー放電により生成する0^-ラジカルについて測定を試みた。大気圧付近(2×10^3Pa)の圧力において、プローブから50μm離れた場所に840〜870nmの光を照射し、脱離電子による電流を測定することができた。本グロー放電中の0^-の濃度を10^8個/cm^3と見積もることができた。さらに圧力を高めた場合(10^5pa)の影響についても、計算機シミュレーションにより検討をしたが、0-の失活量は0.1%以下であることがわかった。
これとは別にステンレス触媒から生成するNH系気相ラジカルの分析についても、サンプリングプローブ法による測定を試みた。水冷式サンプリングプローブにより吸引したガスを安定成分としてFTIR,ガスクロマトグラフィー,NOxメータ,アンモニアメータにより測定を行った。またサンプリングプローブに吸引する直前のガスをレーザー励起蛍光法でNHラジカルの測定を行った。測定結果を元に、計算機シミュレーションによるラジカル同定を試みたが、現在報告されている既存の素反応では説明することができず、新たな素反応を考慮に入れた検討が必要であることがわかたt。

Research Products

• [Publications] 馬場幸雅,西岡将輝,定方正毅: "光ガルバノ法を用いた大気圧に近い圧力域での酸素負イオンの測定"静電気学会講演論文集'00. 159-162 (2000)
• [Publications] 馬場幸雅,西岡将輝,定方正毅: "光ガルバノ法を用いたより高い圧力域での酸素負イオンの測定"化学工学会第33回秋季大会講演論文集. S308 (2000)
• [Publications] 馬場幸雅,西岡将輝,定方正毅: "光ガルバノ法を用いた103〜102Paにおける酸素負イオン測定"平成13年電気学会全国大会講演論文集. 1-062 (2001)