2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of ROS/RNS generation model in discharge electrolysis for new plasma application
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19K14956
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 一弘 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (60746973)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | パルス放電 / テレフタル酸 / 放電電解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，テレフタル酸を用いてOHラジカルの生成レートの推定を行うため，アルゴンガス雰囲気でテレフタル酸水溶液に正極性水上パルス放電を照射し，液体クロマトグラフィー質量分析法を用いて副生成物の定量分析を行った。また，液中化学反応の速度定数を決定するパラメータの一つである温度に着目し，アルゴンガス雰囲気で正極性水上パルス放電を発生させたときの水中の温度変化を感温液晶カプセルを用いて可視化した。
テレフタル酸水溶液への放電照射においては，ヒドロキシテレフタル酸，2,5-ジヒドロキシテレフタル酸，p-安息香酸，および3,4-ジヒドロキシテレフタル酸が生成され，ヒドロキシテレフタル酸，2,5-ジヒドロキシテレフタル酸，およびp-安息香酸の生成量は同程度であることがわかった。従来，テレフタル酸を用いたOHラジカルの生成レートの推定においては，ヒドロキシテレフタル酸の生成量が用いられてきたが，前述の副生成物もまたOHラジカルと反応することから，OHラジカルの生成レートの正しい推定には副生成物を含めた解析が必要であることがわかった。
水中の温度変化については，放電先端部から水温が上昇することがわかった。また，水温変化の可視化観測結果がこれまでに行ってきた水中のpHの観測結果と一致することから，水温変化の位置分解測定により間接的に水中のpHの変化を可視化することが可能となり，正極性の放電を照射した際に放電電解で生じるH+イオンは，放電先端部から発生することがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
従来のテレフタル酸を用いたOHラジカルの生成レートの推定においては，ヒドロキシテレフタル酸以外の副生成物が考慮されておらず，本研究でヒドロキシテレフタル酸以外の副生成物が無視できない量で生成され，これらを考慮したモデルの構築が必要であることが明らかとなったため。また，ROS/RNSの液中反応の速度定数の実測値の整備については着手できていない。したがって，やや遅れていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒドロキシテレフタル酸以外の副生成物も考慮したOHラジカルの生成レートの推定を実施する。また，標準溶液の混合によるROS/RNSの液中反応の速度定数の実測を進める。
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| Causes of Carryover |
2020年3月に成果報告として参加予定であった第67回応用物理学会春季学術講演会が新型コロナウイルス感染の拡大を鑑み開催中止となったため，参加のための旅費が次年度使用額として生じた。これについては，次年度の消耗品費として使用する。
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