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2015 Fiscal Year Annual Research Report

粒子成長を利用した液中ナノ粒子カウンタの開発

Research Project

Project/Area Number 26630387
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

大谷 吉生  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (10152175)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 汲田 幹夫  金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (60262557)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords化学工学 / 液中ナノ粒子 / 粒子成長 / 粒子計測
Outline of Annual Research Achievements

液中の粒子の検出には光散乱式の粒子カウンタ(OPC)が広く用いられている。しかし、粒子がナノサイズになると、散乱光強度が微弱になり、粒子の検出が困難になる。気体中のナノ粒子計測には、ナノ粒子表面にアルコール蒸気を凝縮させ、光学的に検出可能なサイズまで粒子成長させる、凝縮核計数器(CPC)が用いられる。しかし、液中のナノ粒子検出には有効な手法がない。本研究では、CPCと同様の原理で、過飽和溶液中の微粒子への溶質成分の核生成を利用することで、新たな液中ナノ粒子検出装置を開発することを目指した。本研究では、溶質成分に塩化カリウムKClを用い、粒径0.3ミクロンのPSL標準粒子の成長と検出を試みた。
温度40℃一定に維持したKCl飽和溶液を、ポンプを用いて経路内に循環させ、そこに粒径0.3ミクロンのPSL粒子の懸濁液をシリンジポンプによって導入した。温度を下げると、溶液は過飽和状態となり、核成長管において、不均一核生成によって粒子表面にKClが析出して成長する。実験では、核成長管の長さを変えて滞留時間を12 sと80 sに変化させ、冷却温度を変えて、過飽和度に対する粒子個数濃度変化を測定した。滞留時間80 sにおいて、過飽和度が1.005から1.010の範囲で微小粒子個数の減少と、それに伴う粗大粒子の増加が確認でき、導入した0.3ミクロンのPSL粒子が不均一核生成により、0.5ミクロン以上に成長することが明らかとなった。
層流型の成長管を用いてKClの不均一核生成による0.3ミクロンPSL粒子の成長を実証できた。これは粒子の不均一核生成による液中ナノ粒子検出の第一歩と言える。

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

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

  • [Journal Article] Sieving of aerosol particles with metal screens2016

    • Author(s)
      N., Kumita, M., Kurachi, H., Seto, T., Kamba, S., Kondo, T., Otani, Y.
    • Journal Title

      Aerosol Science and Technology

      Volume: 50 Pages: 100-107

    • DOI

      10.1080/02786826.2016.1167275

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Verification of slip flow in nanofiber filter media through pressure drop measurement at low-pressure conditions2016

    • Author(s)
      Bao, L., Seki, K., Niinuma, H., Otani, Y., Balgis, R., Ogi, T., Gradon, L., Okuyama, K.
    • Journal Title

      Separation and Purification Technology

      Volume: 159 Pages: 100-107

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Centrifugal Filter for Aerosol Collection2015

    • Author(s)
      Nakajima, S. Kumita, M., Matsuhashi, H., Higashi, H., Seto, T., and Otani, Y.
    • Journal Title

      Aerosol Science and Technology

      Volume: 49 Pages: 959-965

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of inhomogeneity on the performance of nanofiber filter2016

    • Author(s)
      H.-J, Choi, Y. Hiruma, T.i Seto, M. Kumita, Y. Otani, Y. Sano, Y. Okamoto, T. Ikeda, Y. Omori
    • Organizer
      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、東京
    • Year and Date
      2016-04-19 – 2016-04-20
  • [Presentation] エアフィルタの将来の展望2016

    • Author(s)
      大谷吉生
    • Organizer
      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、東京
    • Year and Date
      2016-04-19 – 2016-04-20
    • Invited
  • [Presentation] Effect of filter media properties on collection performance of centrifugal filter2016

    • Author(s)
      大谷吉生、タンヤポン P. 、 田中豊、汲田幹夫、瀬戸章文、包 理、関和也
    • Organizer
      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、東京
    • Year and Date
      2016-04-19 – 2016-04-20
  • [Presentation] Performance evaluation of HEPA filter made of new fluoloresine nanofiber2015

    • Author(s)
      K. Seki, L.Bao, M. Kobayashi, Y. Otani, T. Seto
    • Organizer
      9th Asian Aerosol Conference
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-06-24 – 2015-06-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement and evaluation of centrifugal filter2015

    • Author(s)
      S. Nakajima, M. Kumita, H. Matsuhashi, H. Higashi, T. Seto, Y. Otani
    • Organizer
      9th Asian Aerosol Conference
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-06-24 – 2015-06-27
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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