• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 Fiscal Year Annual Research Report

Effective decomposition of persistent organic pollutants by the reaction at the gas-liquid interface with the optimal ultrasonic frequency

Research Project

Project/Area Number 26340057
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

関口 和彦  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50312921)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords超音波分解 / 超音波霧化 / 短波長紫外光 / 単一周波数 / 分解生成物 / 無機化 / 熱分解 / 促進酸化手法(AOP)
Outline of Annual Research Achievements

実施した研究概要
本年度は、1年目に実施した200kHz超音波による難分解性汚染物質の液相分解、さらに2年目に実施した2.4 MHz超音波によるミスト生成とその界面反応を利用した有機汚染物質の気相分解について、これら相の異なる汚染物質を同時に分解できる最適周波数の検討と最適な反応系の提案を行った。

得られた成果
液相での熱分解に効果的な数百kHzから、超音波霧化に一般に用いられる数MHzまでの周波数に対して、超音波ミスト生成の有無と粒径分布の確認を行った。超音波の照射位置を調整することにより、200 kHz以上の周波数を持つ超音波であれば、気相反応に寄与しうるサブミクロンオーダーのミストを十分量発生できることが示唆され、熱分解と超音波霧化を同時に起こせる最適な周波数として430 kHzを選択した。疎水性または親水性性質を示す2種のアルデヒドを気相分解後に水中に捕捉された分解生成物のモデル物質として選択し、430 kHz超音波と短波長紫外光を用いた分解実験を行った。その結果、疎水性性質を示すアルデヒドは主に液相での熱分解により、また、親水性性質を示すアルデヒドはミストへの取り込みと気相分解により効果的に無機化しており、本周波数の有効性が示唆された。一方で、流通系においては気流とともにミストが系外に排出される問題が残っていたため、多孔性テフロン(PTFE)チューブにより汚染空気を反応系内に流通させる系を構築した。ミストの存在量が十分であれば、多孔性PTFEチューブを通してガス交換とミスト界面での反応が起こせることが明らかとなり、ミストの系外への排出も抑制できた。さらに本年度作製したサイクロン型反応器によりミストを一定空間に濃縮し、そこに多孔性PTFEチューブを効果的に配置することで、単一周波数超音波を用いた気相、液相汚染物質の高効率同時除去手法が十分構築できる可能性が示唆された。

Remarks

関口研究室ホームページ
http://park.saitama-u.ac.jp/~kseki/ksekimain.htm

  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Combined sonochemical and short-wavelength UV degradation of hydrophobic perfluorinated compounds2017

    • Author(s)
      K. Sekiguchi, T. Kudo, K. Sankoda
    • Journal Title

      Ultrason. Sonochem.

      Volume: 39 Pages: 87-92

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2017.04.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of ultrasonic frequency on size distributions of nanosized mist generated by ultrasonic atomization2017

    • Author(s)
      T. Kudo, K. Sekiguchi, K. Sankoda, N. Namiki, S. Nii
    • Journal Title

      Ultrason. Sonochem.

      Volume: 37 Pages: 16-22

    • DOI

      10.1016/j.ultsonch.2016.12.019

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Aqueous secondary formation of brominated, chlorinated, and mixed halogenated pyrene in the presence of halide ions2017

    • Author(s)
      K. Sankoda, T. Izumi, K. Sekiguchi, K. Nomiyama, R. Shinohara
    • Journal Title

      Chemosphere

      Volume: 171 Pages: 399-404

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2016.12.044

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超音波霧化により発生させたナノサイズミスト径に与える周波数の影響2016

    • Author(s)
      関口 和彦, 工藤 貴久, 三小田憲史, 並木 則和, 二井 晋
    • Organizer
      第25回ソノケミストリー討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-10-21
  • [Presentation] 超音波照射下での気液相反応を用いた有機汚染物質の分解率評価2016

    • Author(s)
      小野 雄誠, 関口 和彦, 三小田憲史
    • Organizer
      第25回ソノケミストリー討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-10-21
  • [Presentation] 促進酸化手法を用いた超音波ミスト上でのVOCガスの分解と無機化2016

    • Author(s)
      関口 和彦, 楢原 壮馬, 三小田憲史, 並木 則和, 二井 晋
    • Organizer
      第25回ソノケミストリー討論会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-10-21
  • [Presentation] Degradation and mineralization of voc gas on ultrasonic mist using AOP techniques2016

    • Author(s)
      K. Sekiguchi, S. Narahara, K. Sankoda, N. Namiki, S. Nii
    • Organizer
      International Conference on Environmental Engineering and Management for Sustainable Development
    • Place of Presentation
      Hanoi University of Science and Technology (Hanoi, Vietnam)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lab-scale evaluation of trapping performance for gas phase pollutants into water using microbubbles2016

    • Author(s)
      K. Sekiguchi, T. Nishitani, E. Fujii, K. Sankoda, H. Yasui, T. Satou, M. Fujii
    • Organizer
      International Conference on Environmental Engineering and Management for Sustainable Development
    • Place of Presentation
      Hanoi University of Science and Technology (Hanoi, Vietnam)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of ultrasonication and short-wavelength UV irradiation to the degradation of persistent flurochemicals, Abstracts of International Conference on Environmental Engineering and Management for Sustainable Development2016

    • Author(s)
      K. Sekiguchi, Y. Ono, T. Kudo, K. Sankoda
    • Organizer
      International Conference on Environmental Engineering and Management for Sustainable Development
    • Place of Presentation
      Hanoi University of Science and Technology (Hanoi, Vietnam)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of short-wavelength UV light and ultrasonic atomization to photocatalytic air purification techniques2016

    • Author(s)
      K. Sekiguchi
    • Organizer
      International Conference on Environmental Engineering and Management for Sustainable Development
    • Place of Presentation
      Hanoi University of Science and Technology (Hanoi, Vietnam)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マイクロバブリングを用いた気相汚染物質の液中捕捉に関する検討2016

    • Author(s)
      関口 和彦, 藤井 絵真, 三小田憲史, 安井 文男
    • Organizer
      第57回大気環境学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-07
  • [Presentation] 超音波ミスト上における反応活性種とVOCガスとの反応性評価2016

    • Author(s)
      関口 和彦, 楢原 壮馬, 並木 則和, 藤井 修二, 垂水 弘夫, 鍵 直樹, 諏訪 好英, 田村 一, 東 賢一
    • Organizer
      第33回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-09-01
  • [Presentation] 超音波霧化液滴とTiO2光触媒を用いたVOCの分解2016

    • Author(s)
      鈴木さつき, 西下 仁人, 並木 則和, 関口 和彦, 二井 晋
    • Organizer
      第33回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-09-01
  • [Presentation] 超音波ミスト発生に与える周波数の影響2016

    • Author(s)
      関口 和彦, 工藤 貴久, 三小田憲史, 並木 則和, 二井 晋
    • Organizer
      第33回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-09-01
  • [Presentation] 超音波霧化液滴を用いた超微粒子捕集2016

    • Author(s)
      西下 仁人, 並木 則和, 鈴木さつき・関口 和彦, 二井 晋
    • Organizer
      第33回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2016-08-31
  • [Presentation] 促進酸化手法を用いた超音波ミスト上でのトルエンガスの分解と無機化2016

    • Author(s)
      関口 和彦, 楢原 壮馬, 並木 則和, 藤井 修二, 鍵 直樹, 東 賢一, 諏訪 好英, 田村 一
    • Organizer
      第33回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-04-20
  • [Presentation] マイクロバブルを用いた水/油バブルカラムによる気相汚染物質の液相捕捉に関する研究2016

    • Author(s)
      関口 和彦, 藤井 絵真, 三小田憲史, 安井 文男, 佐藤 朋且, 藤井 美紗
    • Organizer
      第33回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-04-20
  • [Presentation] 超音波霧化液滴を用いた粒子捕集装置の構築2016

    • Author(s)
      西下 仁人, 並木 則和, 鈴木さつき, 関口 和彦, 二井 晋
    • Organizer
      第33回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-04-20
  • [Presentation] 超音波霧化を用いた粒子およびVOC同時除去システムの構築-超音波霧化液滴を用いたVOCの分解-2016

    • Author(s)
      木さつき, 西下 仁人, 並木 則和, 関口 和彦, 二井 晋
    • Organizer
      第33回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-04-20

URL: 

Published: 2018-01-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi