| Project/Area Number |
21K04035
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
眞銅 雅子 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (10345481)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | コロナ放電 / 水処理 / 難分解性物質 / 数値解析 / 直流コロナ放電 / 活性酸素種 / 液中化学反応 / 化学反応シミュレーション / 液相流れ / PIV / シミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
本研究で提案するコロナ放電を用いた液中への活性酸素種供給法は、希ガスなどを必要とせず直流高圧電源のみで実行でき、液中で酸化力の高いOHラジカルを生成することが可能である。本手法においてオゾンと過酸化水素と負イオンのO3-がOHラジカル生成のキー物質であると考察しているが、O3-の計測は一般的に困難である。そこでコロナ放電を照射した溶液中の流れ計測を行い、その結果より得られた深さ方向の分散・対流係数を用いて活性酸素種の1次元の液中化学反応シミュレーションを行う。また、これを検証するために活性酸素種の深さ方向の濃度測定および酢酸の分解実験を行い、O3-を含んだ活性酸素種の化学反応解析を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
OH radicals can be generated by using reactive oxygen species supplied to the liquid surface by corona discharge irradiation. In this study, to clarify the reaction process of corona discharge treatment, we investigated the flow of the liquid phase during corona discharge irradiation and performed a two-dimensional numerical analysis of the concentration of chemical species. We also conducted corona discharge treatment experiments using different polarities. The results showed that the pH of the liquid surface changes during corona discharge treatment, which has a significant effect on the chemical reactions in the liquid. It was also found that it is important not to use a pump to circulate the liquid surface, which is the part where reactive oxygen species are supplied.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
コロナ放電処理では放電照射によって液面のpHが変化する。しかしながら、そのpH変化は緩衝液を用いることで抑制することができる。また、活性酸素種が供給される領域である液面は液体ポンプなどで積極的に動かさない方が水処理を行う上で有利であることがわかった。さらに放電極性については、正負どちらでも処理量に差はないが、正極性の場合、印加電圧を高めると短絡しコロナ放電処理を維持できないことから、破壊電圧の高い負極性が水処理を行う場合に適切である。これらの知見は学術的にも社会的にも価値があり、放電プラズマを用いた液中化学プロセス技術の発展に寄与するものと考えられる。
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