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超音波マイクロバブル特性を解析するための新規プローブ分子と化学反応の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17K06908
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関大阪府立大学

研究代表者

興津 健二  大阪府立大学, 人間社会システム科学研究科, 教授 (60295095)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード超音波キャビテーション / バブル温度 / 溶存ガス / 過酸化水素 / 水素 / 硝酸イオン / 亜硝酸イオン / ヨウ化カリウム / 超音波 / バブル / 界面 / 高温 / 熱分解 / ラジカル / 無機塩 / 化学工学 / ソノケミストリー / 超音波化学
研究成果の概要

超音波照射によって生成される高温高圧バブルにおいて、バブル温度、バブル数、反応生成物量の関係を考察するための実験を行った。試料溶液中のヨウ化カリウム濃度が高くなると、バブル数の減少がおこることに加えて、水の分解から生じる過酸化水素と水素の量やバブル温度が変化することが確認された。また、亜硝酸イオンと硝酸イオンおよび過酸化水素はそれぞれの生成に対して、互いに影響を及ぼすことがこれらの物質収支の解析からわかった。さらにバブル内のガス成分がバブル温度やソノルミネッセンスに与える影響や、混合ガス溶存水のもたらす超音波キャビテーションの特徴が評価できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超音波マイクロバブルの応用研究が水浄化技術やナノテクノロジーの分野などで進められているが、バブルのもたらす化学反応の根源であるバブル自体の特性(温度や圧力、数、分布など)とその化学作用の関係はまだ良く分かっていない。本研究では、多面的な観点からの実験を行うと共に、得られた結果を定量的に解析することにより、バブル特性とその化学作用の関係を明らかにした。本研究成果は、今後の超音波化学反応を解析するための基礎的知見として学術的に意義が高く、さらに超音波マイクロバブルを利用する新たな産業創出の一助になるものと考えている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Sonochemical reduction method to clarify the mechanism of metal nanoparticle formation2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Okitsu, Reo Eguchi
    • 学会等名
      4th meeting of the Asia-Oceanic Society of Sonochemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] メチルラジカルの再結合反応を利用した超音波キャビテーションバブル温度の解析2018

    • 著者名/発表者名
      花牟禮龍馬、萱村剛志、興津健二
    • 学会等名
      第27回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of growth mechanism of Au seed particles synthesized by sonochemical reduction of Au(III) in Ar dissolved aqueous solution2018

    • 著者名/発表者名
      R. Eguchi, K. Okitsu
    • 学会等名
      第39回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] コロイド安定化剤非存在下でのAuナノ粒子生成メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      江口麗将、興津健二
    • 学会等名
      第27回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波マイクロバブル内で起こる窒素酸化反応の解析2017

    • 著者名/発表者名
      浅田翔太,興津健二
    • 学会等名
      第26回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] I-を含む水溶液中で生成される超音波キャビテーションバブルの化学作用の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中田悠貴、水越克彰、興津健二
    • 学会等名
      第26回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中有機酸の超音波分解:有機酸のアルキル鎖長と分解速度の関係2017

    • 著者名/発表者名
      秦野健司、原田貴伸、興津健二
    • 学会等名
      第26回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 人間社会システム科学研究科 興津研究室

    • URL

      http://www.ess.osakafu-u.ac.jp/envi/okitsu/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪府立大学大学院人間社会システム科学研究科現代システム科学専攻環境システム学分野 興津研究室

    • URL

      http://www.ess.osakafu-u.ac.jp/envi/okitsu/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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