極微量元素分析のための大電力マイクロ波誘導大気圧ヘリウムプラズマの生成

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11680491
• 研究機関: 東洋大学
• 研究代表者: 岡本 幸雄 東洋大学, 工学部, 教授 (90233387)
• キーワード: 極微量元素分析法 / マイクロ波大気圧ヘリウムプラズマ / Okamoto(岡本)キャビティ / 発光分光分析法 / 質量分析法 / 表面波モードプラズマ / 高周波誘導結合プラズマ

研究概要

前年度に引き続き、世界ではじめて成功した、大電力領域(〜kW)でも安定に大気圧ヘリウムプラズマを生成できるOkamoto cavityを用いて、ヘリウムプラズマの生成条件の最適化を図った。そして、その中心部にイオン化電圧の高い極微量のフッソ元素(F:17.5eV)を含んだ水溶液(2000ppm)を、超音波ネブライザーで霧化して、直接導入したときの発光分光分析特性を明らかにした。さらに、このプラズマをイオン化源とする質量分析特性を明らかにすべく、質量分析装置を整備した。
その結果、次のことなどが明らかになった。
(1)トーチの内径を7mmに減少することにより、ヘリウムガスの流量を実用化レベルの10l/min以下に低減することが出来た。
(2)このとき、電子密度と励起温度は、おのおの2.3×10^<14>/cm^3と5000Kで、他の方法に比べて、高密度・高温特性が得られた。
(3)FI(685.6nm)の検出限界は100ppbで、現在世界最高の特性が得られた。
また、これらの成果は、Anal.Sci.18(2002)やICAS-2000などで発表した。
なお、質量分析特性は、質量分析計が故障し修理に時間を要したため、今後明らかにしていく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Hirofumi Yamada, Yukio Okamoto: "Characteristics of High-Power Microwave-Induced Helium Plasma at Atmospheric Pressure for the Determination of Nonmetals in Aqueous Solution"Applied Spectroscopy. 55,2. 114-119 (2001)
• [文献書誌] Yukio Okamoto, Hiroyuki Murohashi, Saiji Wake: "Detection Aqueous Fluoride with a High-Power Microwave-Induced Helium Plasma at Atmospheric Pressure"Proc.Of 28^<th> Annual Conf.Of the Federation of Anal.Chem.And Spectro.Societies(2001 FACSS). 250 (2001)
• [文献書誌] Yukio Okamoto, Hiroyuki Murohashi, Saiji Wake: "Detection of Halogens in Aqueous Solution Using a Helium Microwave-Induced Plasma at Atmospheric Pressure"Proc.of Inter.Cong.on Anal.Sci.2001(ICAS 2001). 255 (2001)
• [文献書誌] Seiji Wake, Hiroyuki Murohasji, Yukio Okamoto: "Microwave-Induced Helium Plasma at Atmospheric Pressure for Detection of Halogens in Aqueous Solution"Proc.XXV ICPIG(Inter.Conf.On Phenomena in Ionized Gases). 4. 319-320 (2001)
• [文献書誌] Yukio Okamoto, Hiroyuki Murohashi, Saiji Wake: "Detection Aqueous Fluoride with a High-Power Microwave-Induced Helium Plasma at Atmospheric Pressure"Anal.Sci.. 18. (2002)