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2019 年度 実績報告書

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
キーワード超音波 / バブル / 界面 / 高温 / 熱分解 / ラジカル
研究実績の概要

超音波照射によって生成される高温高圧バブルを、水浄化技術やナノテクノロジーの分野に利用するためには、実際に生成しているバブルの特性を明らかにすることが重要である。最終年度では、高温バブルから発せられる光(ソノルミネッセンス、SL)を解析して、SLの解析結果からバブル特性を考察することを試みた。SL解析装置として、市販の蛍光光度計の改良と超音波照射実験システムの改良を行った。空気溶存水からのSL発光強度は超音波強度が高くなるにつれて増加するが、超音波強度が高すぎると発光強度は減少した。この結果は、水の熱分解からの過酸化水素生成速度の結果や、窒素の酸化反応からの硝酸イオンと亜硝酸イオンの生成速度の結果と一致した。超音波強度が高すぎると、高温高圧に達しているバブルの数が減少することが示唆された。さらに、NaCl水溶液に超音波照射したときに発せられるNa発光などから高温高圧バブルの特徴について考察した。次に、水溶液のt-ブタノール濃度がSL発光強度に与える影響について調べた。空気溶存水では、t-ブタノール濃度が増加すると発光強度が減少したが、水溶液に溶存させる雰囲気ガスの種類によっては、発光強度が増加する現象が観察された。前者の理由についてはt-ブタノールのガス状分解生成物がバブル温度を低下させていることが示唆されたが、後者の理由については現在解析中である。また、t-ブタノールの分解からは、低級炭化水素に加えて、一酸化炭素と二酸化炭素が生成されるが、溶存気体に酸素を含む系では一酸化炭素はほとんど生成されず、二酸化炭素が生成されることが確認された。SLの実験結果からも、溶存酸素はバブルの特性に大きな影響を与えることが確認された。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 その他

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1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
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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/

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公開日: 2021-01-27  

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