レーザ分光計測による燃焼起源ナノ粒子の前駆物質同定法に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560190
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 天谷 賢児 群馬大学, 工学部, 助教授 (20221731)
• Keywords: 燃焼 / 火炎 / レーザー計測 / 多環芳香族炭化水素 / 分光分析 / すす粒子

Research Abstract

申請書に記載した研究の初年度に行う具体的な研究計画は下記のとおりである.
(1)PAHs蒸気の励起・蛍光・時間分解スペクトルの測定
(2)ラマン散乱分光法を用いた火炎内の直鎖系燃料蒸気の分布測定法の開発
(3)火炎内PAHs形成に与える燃料種の影響以下にそれぞれの具体的な研究計画と方法を示す
このうち,(2)のラマン散乱による直鎖系燃料上記の分布測定法については,すす粒子からの赤熱発光の強度が強いことから,ラマン光の抽出が難しいことがわかった.このため,ラマン散乱法に時間分解法を組み合わせる手法を検討して再度実験を行う予定である.(1)および(3)の計画についてはおおむね予定通りのデータを得ることができた.
まず(1)のPAHs上記の励起・蛍光スペクトルについては励起波長を248nmならびに290nmさらに193nmについてデータを取得した.本研究で購入したYAGレーザーではこれら以外の355nmの紫外光を得ることができるが,購入時期が大幅にずれ込み,十分なデータを得ることができなかった.これについては平成19年度でデータの収集を行う予定である.また,時間分解スペクトルについては,PAHsとすす粒子からの赤熱発光の精密な時間分解スペクトルを得ることができた,
(3)の燃料種の影響については,ガス燃料のプロパンガス,直鎖系液体燃料の代表であるヘキサン,芳香族燃料のベンゼン,さらに,軽油とその軽油に潤滑油を混入した場合の燃料について,PAHs分布や,分光分析によるPAHs炭素数の火炎内での変化を明らかにすることができた.結果をまとめると,火炎基部においては炭素数の小さなPAHsが形成され,火炎面に近づくにしたがって大きな炭素数のPAHsへと変化することが確認できた.さらに,火炎面の直前で見られるPAHsの炭素数は,燃料種によらずほぼ同じであることも確認できた.