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レーザー分光法による活性化学種の気液界面過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 05453097
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 反応・分離工学
研究機関東京大学

研究代表者

幸田 清一郎  東京大学, 工学部, 教授 (10011107)

研究分担者 金森 英人  東京工業大学, 理学部, 助教授 (00204545)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
1994年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1993年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード酸性雨 / オゾン層破壊 / 気液界面過程 / 二酸化イオウ / 適応係数 / 取り込み係数 / インピンジングフロー / レーザー誘起蛍光法 / SO_2 / 反応吸収 / 移動現象 / 対向流 / レーザー誘起螢光法
研究概要

本研究は、酸性雨の発生やオゾン層の破壊、反応呼吸を利用したプロセスの理解には気液界面過程の動力学的な解析が非常に重要であることに鑑み、基礎面からの検討を目的として、レーザー分光法のもつ高い時間・空間分解能を利用し、界面近傍の活性化学種の濃度分布を直接的に追跡して、その過渡的挙動と取り込み係数を定め、さらに一般的に、気液界面移動過程、反応吸収の新しい理解とその応用を計ることを目的とした。全く新規な方法として、インピンジングフローの実験方法を案出し、装置を試作して測定精度の上昇はかり、測定対象を主にSO_2へ展開し、界面への取り込み係数の測定を行った。現象の理解の深化と一般化を計るため、シミュレーションと実験を対比させる形で研究を進展させた。
まずインピンジングフロー法の場において化学種移動の支配方程式を求めた上で、数値的解いて検討した。結論的に、界面近傍における濃度勾配の測定から取り込み係数を求めることが可能であることを明らかにした。対象としてのSO_2は、C-X帯の蛍光を用いると、水蒸気の存在下においてもレーザー誘起蛍光(LIF)法で時間、空間分解の定量的な計測が可能であることを明らかにした。その上で、LIF法によってSO_2の濃度空間分布の測定を行い、気相、水相における流れの条件などに対する取り込み係数の依存性を求めた。さらに温度、水相のpH依存性を検討した。温度に対しては依存性は小さく、他方、pHに対しては、大きな依存性を示した。後者は水相に取り込まれた後の酸・塩基反応が取り込みに大きく影響することを意味している。以上の検討によって、レーザー分光の手法を用いる、取り込み係数、さらに適応係数の測定方法を確立し、SO_2について、実用的に重要なデータを得、その意味付けを与えた。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] Akio shimono(下野彰夫): "Laser-spectroscopic measurement of uptake coefficients of trace gaseous species on aqueous surfaces" Journal of Chemical Engineering of Japan (in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Shimono(下野彰夫): "Transport processes of active species onto the aqueous surface" Abstracts of Fourth International Aerosol Conference. 610-611 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Shimono, Seiichiro Koda: "Laser-spectroscopic measurement of uptake coefficients of trace gaseous species on aqueous surfaces" Journal of Chemical Engineering of Japan. (in press.). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akio Shimono, Shinji Tsukiyama, Seiichiro Koda: "Transport processes of active species onto the aqueous surface" Abstracts of Fourth International aerosol Conference. 610-611 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 下野 彰夫: "レーザー分光法を用いた活性化学種の適応係数の決定" 化学工学会第27回秋季大会研究発表講演要旨集第1分冊. 57-57 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shimono(下野 彰夫): "Transport processes of acfive species onto the a gueous surface" Abstiracts of Fourth International Aerosol Conference. 610-611 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 下野 彰夫: "レーザー分光法による大気活性化学種の適応係数の測定と界面過程" 日本化学会第69春季年会講演予稿集. (発表予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 下野彰夫: "大気活性種の液相への吸収における適応係数の決定" 化学工学会第59年会研究発表講演要旨集. (発表予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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