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2017 年度 実績報告書

HO2ラジカルの計測と液中化学プロセスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05963
研究機関大阪工業大学

研究代表者

見市 知昭  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (40368139)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード液中化学反応 / 赤外吸収分光分析 / 水上直流コロナ放電 / 水処理
研究実績の概要

我々は、大気圧放電プラズマによって気相中に生成した活性酸素種の液中化学反応に着目し、直流コロナ放電を用いてHO2ラジカルなどの活性酸素種を発生させ、それらをin-situ赤外吸収分光分析によって測定することを試みた。また、直流コロナ放電を酢酸水溶液に照射し、その分解量を調べることで、気相中の活性酸素種の濃度と液中反応との関係について検討を行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)予備実験として負極性直流コロナ放電による酢酸の分解実験を行った結果、処理溶液のpHが酢酸分解に大きな影響を与えること、酸性よりも中性領域にpHを設定することで分解量が増加することを明らかにした。(2)多針対平板電極リアクタを用いて、赤外吸収分光分析による水上放電生成物の計測を行った結果、吸収スペクトルを確認できたのは水蒸気とオゾンのみであり、HO2ラジカルは観測できなかった。次にオゾナイザを用いてオゾンをリアクタに供給して、リアクタ内の気相オゾン濃度の調整を行った。2種類のガス流量で同程度の気相オゾン濃度になるような条件で酢酸分解実験を行った結果、ガス流量が高いほうが酢酸分解量が多くなることを明らかにした。ガス流量の違いによって、溶液中のオゾン濃度と過酸化水素についてはほとんど差がなく、最も大きな差があったのは気相中の水蒸気濃度であった。水蒸気濃度は、流量が高い方が低くなった。また、気相オゾン濃度が高いほうが酢酸分解量が多くなることが明らかになった。
以上のことから、コロナ放電によって生成したオゾン以外の活性酸素種が液中に供給されるものの、水蒸気がこれらの供給を妨害している可能性があることを見出した。さらに、コロナ放電処理においては、オゾンを含めた様々な活性酸素種による複雑な液中化学反応が起きていることが明らかになった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 水上直流コロナ放電を用いた促進酸化処理2018

    • 著者名/発表者名
      見市 知昭、神澤 龍也
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌)

      巻: 138 ページ: 57~63

    • DOI

      10.1541/ieejfms.138.57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced Oxidation Process using DC Corona Discharge over Water2018

    • 著者名/発表者名
      MIICHI TOMOAKI、KANZAWA RYUYA
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 101 ページ: 65~72

    • DOI

      10.1002/ecj.12064

  • [雑誌論文] pH Dependence on Decomposition of Persistent Organic Compounds in Water Using a DC Corona Discharger2017

    • 著者名/発表者名
      T. Miichi
    • 雑誌名

      International Journal of Plasma Environmental Science & Technology

      巻: 11 ページ: 13-17

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Gaseous Ozone Addition on Decomposition of Persistent Organic Compounds in Water using DC Corona Discharge2017

    • 著者名/発表者名
      T. Miichi, R. Kanzawa
    • 学会等名
      International Symposium on Electrohydrodynamics 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 水上直流コロナ放電による液中生成活性種の計測2017

    • 著者名/発表者名
      神澤龍也,見市知昭
    • 学会等名
      平成29年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • [学会発表] 直流コロナ放電を用いた促進酸化処理の検討2017

    • 著者名/発表者名
      久保基,見市知昭
    • 学会等名
      平成29年電気関係学会関西連合大会

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公開日: 2018-12-17  

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