2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of OH Radical Production Process for Realization of High Efficeincy Water Treatment by Atomospheric Pressure Plasma
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16K17535
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
須貝 太一 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (20535744)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 放電 / プラズマ / 水処理 / パルスパワー / OHラジカル / オゾン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は気中のパルス放電に水滴を噴霧する水処理技術におけるOHラジカル生成過程を解明することを目的としている。前年度までに構築した実験系、測定系を用いて、オゾン存在空間に水滴を噴霧した場合と大気圧のプラズマ空間に水滴を噴霧した場合でのOHラジカル生成量の比較を行っている。研究期間の最終年度であるH30年度はリアクタ内でのオゾン濃度およびプラズマ照射量を更に変化させることでOHラジカル生成のオゾンとプラズマ照射の影響を調べた。リアクタ内のオゾン濃度は外部のオゾン生成電極への高電圧パルス印加周波数およびプラズマ空間の酸素－アルゴン混合ガスの比率を変えることで、変化させた。結果として、前年度までの結果と同様にどちらの場合でもOHラジカル濃度はオゾン濃度と共に増加した。また、同じオゾン濃度ではプラズマ空間の場合の方がOHラジカル生成量は少なくなった。特にオゾンが高濃度の場合にOHラジカルが減少したことから、プラズマによって生成される酸素原子によって、OHラジカルの消滅が起きていると考えられる。オゾンが低濃度の場合、OHラジカル生成量はオゾン濃度に依存し、プラズマの照射の有無によってはほぼ変化が起きなかった。以上よりパルス放電に水滴を噴霧した場合に生成されるOHラジカルはパルス放電によって生成されるオゾンにほぼ起因することが明らかになった。具体的な反応としてはオゾンと水中の水酸化物イオンからの生成反応であることが他の文献からほぼ断定できるが、証明するためにOHラジカル生成のpH依存や反応速度定数を用いたシミュレーションをしていく必要がある。
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