| 研究概要 |
本研究では,液中に2.45GHzのマイクロ波と27.12MHzの高周波をそれぞれ照射してプラズマを発生させ,液中プラズマの温度測定を実施し,その特性を調べた.まず,プラズマ発生を発生させるための電極形状を検討した.電極の突き出し量,電極の形状,寸法,材質などが電界分布にどのように影響を及ぼすのかを調べた.その結果,電極の突出量の僅かな変化によって電極先端部の平均電界強度分布が大きく変化し,電極先端部が溶液部分に突出してくると電極先端の電界強度は小さくなることが明らかになった.また,電極形状は曲率半径の小さい半球状電極がプラズマの発生電極として適していることが,実験的,解析的に明らかになった.次に,水中および有機溶液中に高周波およびマイクロ波プラズマを発生させた.水中プラズマの電子温度は,圧力400hPaから大気圧の範囲内では,高周波プラズマでは5000〜4000K,マイクロ波では4000K〜3000Kとなる.水中マイクロ波プラズマでは,水温上昇にエネルギの一部は消費される.液中プラズマは液中の気泡内に気相プラズマが発生する現象であり,気泡の膨張・収縮の運動がプラズマ内部温度に大きな液用を及ぼす.このプラズマを有機溶媒中で利用すれば,燃料ガスの生成や多孔質シリコンカーバイド,カーボンナナチューブなどの合成が可能とである.最後に,プラズマの大面積化を目的として,小孔板を用いてエバネッセント波を利用した液中プラズマ発生実験を実施した.一度気相でプラズマを発生させ,その後液体を反応炉に注入することによって,プラズマの熱により気泡を発生させることで,直径30mmスケールのプラズマを発生できることを確認した.
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