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本研究代表者は、これまでに高密度マイクロ波を用いたプラズマ生成と有機物液体処理への応用について研究を進めてきた。その中 で液体流を極限まで高流速化することにより、プラズマ液体相互作用の基礎過程を明らかにする新たな研究手法が実現できるのではな いか、という着想に至った。具体的には、(1) OH反応蛍光試薬を加えた水を用い上記装置を超高速で通過させることにより(2) OH反応 の時間的変化を空間変化に反映させ、(3) 蛍光発光空間分布を計測することによりOHの反応過程を可視化するという着想に至った。 本研究においては、上記着想による新たな実験手法実現のための指針を得るとともに、本手法を用いたOHラジカルの液中での反応過程 に関する知見を得ることを目的とした。
本年度は液体中の化学活性種をその場測定する際の精度向上に取り組んだ。昨年度の結果を検討したところ、液相中に形成された気泡が光散乱を起こし測定精度に影響を与えることが分かった。そこで気泡による散乱を較正するための手法を新たに考案した。具体的にはプラズマによる分解が起こりにくい色素を処理液体に加えることにより、この色素による光吸収をもとに気泡による光散乱による光量変化を較正した。この結果、処理液体中の有機溶質の分解をより精度よく測定することに成功した。また、この結果は処理後の液体を静止状態で評価した結果とも合致した。さらに紫外領域における光吸収分光測定も試みたところ、残念ながらOH吸収量の評価には至らなかったが、H2O2などの活性種の評価に成功した。これらの結果を総合的に判断したところ、今回の目的である液体中における反応を空間変化で観測する試みについては、有機溶質の分解はプラズマと触れる領域内でほぼ完了しており空間分解測定に至ることはできなかったが、流れ場中の吸収分光測定法について、精度向上のための新たな手法を提案できた。
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