水中パルス放電による高エネルギーエレクトロンの反応制御

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09875188
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 佐藤 正之 群馬大学, 工学部, 教授 (70008473)
• 研究分担者: 原野 安土 群馬大学, 工学部, 講師 (90238204)
• キーワード: 高エネルギーエレクトロン / 水中放電 / パルス放電 / ラジカル / ストリーマ放電 / フェノール分解 / OHラジカル / 不均一電界

研究概要

本研究は、水中パルス放電により発生するストリーマ状の放電路で生成する各種ラジカルと、ストリーマ中に存在するエネルギーの高いエレクトロンとが、化学反応に及ぼす影響についての基礎的知見を得ることを目的として行ったものである。
水中に配置した針対平板電極により、針先端に集中電界が生ずることによって、水の絶縁破壊が生じ、それをきっかけとしてストリーマ放電がア-ス電極へ向かってのびる。ストリーマ中の高エネルギーエレクトロンによってたたかれた水分子は分解して各種ラジカルを生じる。それらのラジカルは付近の有機物質と速やかに反応することが期待される。本年度は、ストリーマ放電光の分光分析並びに微量有機化学物質の分解を試み、次のことがわかった。
(1)ストリーマ放電路中の高エネルギーエレクトロンによって水が分解され、今までにわかっているOHラジカル、Hラジカルばかりでなく、Oラジカルも生成していることがわかった。また、針電極を通してガスをバブリングすることにより、さらに多くのラジカルが生成された。
(2)フェノールは難分解性有機物質としての代表例であるが、そればかりでなくOHラジカルの定量指標としても用いられている。ここでは、微量は(50〜100ppm)フェノールを添加した水にパルス処理を行い、濃度変化を液クロマトグラフィーを用いて追跡した。フェノールは中間生成物を経て最終的には二酸化炭素にまで分解されることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Sato,M.: "Experimental investigation of droplet formation mechanisms by electrostatic dispersion in a liquid liquid system" IEEE Trans.Ind Appl.33(6). 1527-1534 (1997)
• [文献書誌] Sato,M.: "Characteristics of actiive species and removal of organic compounds in water by pulsed corona discharge" Second International Symposium on Non-Thermal Plasma Technology for Gaseous Pollution Control (ISNPT'97). (1997)
• [文献書誌] Sato,M.: "Preliminary study on pulsed streamer discharage in water through pin hole of insulating plate" International Symposium on Non-Thermal Discharge Plasma Technology for Air Pollution Control. (1997)
• [文献書誌] Sun,B.: "Optical study of active species produced by a pulsed streamer corona discharge in water" J.Electrostatics. 39(3). 189-202 (1997)
• [文献書誌] Harano,A.: "A Novel NOxz Removal Technique using Surface Discharge" J.Chem.Eng.Jpn.(in print). (1998)
• [文献書誌] Sun,B.: "Nonuniform pulse discharge induced radical production in distilled water" J.Electrostatics. (in print). (1998)