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2015 Fiscal Year Annual Research Report

プラズマ誘起液中化学反応場の解析

Research Project

Project/Area Number 25390107
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

石島 達夫  金沢大学, サステナブルエネルギー研究センター, 准教授 (00324450)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上杉 喜彦  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90213339)
田中 康規  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90303263)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords反応性プラズマ / プラズマ-液体相互作用 / 液中・液界面反応 / OHラジカル / 化学プローブ / 発光分光計測
Outline of Annual Research Achievements

大気圧非熱平衡プラズマは、動作ガス種、流量、照射距離等、様々な制御パラメータがある。これらのパラメータの制御により、大気圧非熱平衡プラズマによって生成される気相中化学種の密度や空間分布が変化する。従って非熱平衡プラズマの制御因子のそれぞれが、溶液に及ぼす種々の化学反応に対する寄与を明らかにすることが重要である。
大気圧非熱平衡プラズマの動作ガスに微量の反応性ガス添加が、気相中の活性種および液中化学反応に及ぼす影響を調査した。大気圧非熱平衡プラズマ源には、ガラス管に一対の円筒電極を巻き付けたプラズマジェット生成用のリアクターを用いた。低周波の高電圧電源を大気圧非熱平衡プラズマジェット(NAPPJ)生成に用いた。気相中の活性種の挙動調査には、発光分光計測法を用いた。一方、液相中の化学反応は、液中OHラジカルに着目し、テレフタル酸をプローブとする化学プローブ法を用いた。
動作ガス(He)に対する酸素混合率を増加させるにつれ、気相中の酸素原子の発光強度が増加した後に減少することが分かった。これは、1)動作ガスへの酸素ガス混合率が微量の場合にはプラズマ中の酸素由来の活性種が酸素ガス添加しない場合に比べて増加する、2)混合率が増加しすぎると電子と酸素分子との衝突頻度増加により、NAPPJ中の電子エネルギーの減少と、電子密度の減少をもたらし、気相中の酸素原子の発光強度の減少に寄与しているものと考えられる。
一方、液相中のOHラジカル生成量および気相中の酸素原子の発光強度は、どちらも酸素混合率に対し、一度増加したのちに減少するという傾向があることを見出した。これは、液相中のOHラジカルが、気相中の酸素ラジカル由来の活性種により生成される可能性を示唆するものと考えられる。

  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Application of a Non-thermal Atmospheric Pressure Plasma Jet to the Decomposition of Salicylic Acid to Inorganic Carbon2015

    • Author(s)
      K. Kuroda, T. Ishijima, T. Kaga, K. Shimomura, K. Ninomiya, and K. Takahashi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 44 Pages: 1473-1475

    • DOI

      10.1246/cl.150656

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A simple technique to improve contractile effect of cold plasma jet on acute mouse wound by dropping water2015

    • Author(s)
      Nasruddin, Y. Nakajima, K. Mukai, E. Komatsu, Heni Setyowati Esti Rahayu, Muhammad Nur, T. Ishijima, H. Enomoto, Y. Uesugi, J. Sugama, T. Nakatani
    • Journal Title

      Plasma Processes Polym.

      Volume: online Pages: online

    • DOI

      10.1002/ppap.201400236

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of Microwave Excited Bubble Plasma in Water at Low Microwave Power Injection2016

    • Author(s)
      T. Ishijma, T. Ito, T. Kitano, H. Suzuki, Y. Tanaka, Y. Uesugi
    • Organizer
      Sixteenth International Symposium on Biomimetic Materials Processing (BMMP-16)
    • Place of Presentation
      Nagoya University
    • Year and Date
      2016-01-24 – 2016-01-24
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Production of Microwave Excited Bubble Plasma in Water at Low Microwave Power Injection2015

    • Author(s)
      T. Ishijima, T. Ito,T. Kitano, H . Suzuki, Y. Tanaka, Y. Uesugi, T. Nishiyama, and H. Horibe
    • Organizer
      25th Annual Meeting of MRS-Japan 2015
    • Place of Presentation
      Yokohama Port Opening Plaza, Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of High-speed and Environmentally Friendly Photoresist Removal Process using Pulsed Microwave Plasma in Water Vapor2015

    • Author(s)
      T. Ishijima, T. Kitano, T. Ito, H. Suzuki, Y. Tanaka, Y. Uesugi, T. Nishiyama, H. Horibe
    • Organizer
      ICRP-9/GEC-68/SPP-33, KW1.00008
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii
    • Year and Date
      2015-10-14 – 2015-10-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of High Speed Photoresist Ashing Process using Microwave Excited Bubble Plasma in Water2015

    • Author(s)
      T. Ishijima, T. Ito, T. Kitano, Y. Tanaka, Y. Uesugi, T. Nishiyama and H. Horibe
    • Organizer
      The 32nd International Conference of Photopolymer Science and Technology, Materials & Processes for Advanced Micro-lithography, Nanotechnology and Phototechnology (ICPST-32)
    • Place of Presentation
      International Conference Hall Makuhari Messe, Chiba
    • Year and Date
      2015-06-26 – 2015-06-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Investigation of O2 Admixture Ratio Dependence on OH Radical Generation in Liquid using Low Frequency Atmospheric Pressure Plasma Jet with Atmosphere- controllable Chamber2015

    • Author(s)
      T. Ishijima, Y. Imazawa, Y. Otaki, T. Inomata, Y. Tanaka, and Y. Uesugi
    • Organizer
      3rd INTERNATIONAL WORKSHOP ON SOLUTION PLASMA AND MOLECULAR TECHNOLOGIES (SPM-3)
    • Place of Presentation
      Chulalongkom University. Bangkok
    • Year and Date
      2015-05-07 – 2015-05-07
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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