2013 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ蛍光体を用いた大気圧プラズマ照射下の液中ラジカル挙動の観測と還元処理への応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
24110705
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
加藤 有行 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (10303190)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / 蛍光体 / 酸化還元反応 |
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| Research Abstract |
水溶液中に分散させた蛍光体微粒子をプローブとして，大気圧プラズマ照射による水溶液中での化学プロセスを観測することを目的とし，大気圧プラズマ発生装置の製作と生成ラジカルの分光による評価，蛍光体微粒子の合成とプラズマ照射による還元反応の時間分解および空間分解観測を試みた．大気圧プラズマ発生装置においては，キャリアガス導入部と電極を一体化することにより，He，Ne，Ar，Krの4種のガスを用いて大気圧室温下で安定してプラズマを生成することに成功した．ArおよびKrガスを用いて水面にプラズマを照射した場合，放電が水中へ進展することが観測された．また，分光測定によりArおよびKrではHeおよびNeと比べ，気中からのOHラジカルからの発光は小さいこと，Arでは水中部からのOHラジカルによる発光強度の相対比が大きくなることがわかった．
プローブとして用いる蛍光体としてKSrPO4:Euをクエン酸錯体重合法により合成した．合成した蛍光体微粒子を水に分散させ，大気圧プラズマを照射したところ，Eu2+による発光が照射時間とともに増大し， KSrPO4:Eu中のEuが3価から2価に還元されていることがわかった．照射後の過酸化水素濃度の定量から，還元によりOHラジカル（またはOHラジカルが生成される反応経路で生成される他の活性種）が還元反応に寄与している可能性があることがわかった．さらに，多孔質アルミナに蛍光体を担持した蛍光体板を用いることで，還元反応の空間分解観測も試みた．その結果，プラズマ放電部近傍で生じる強い還元と液中で一様に生じる弱い還元の2種類の還元プロセスが混在している可能性があることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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