2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
02F00379
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Research Institution | Gifu University |
Principal Investigator |
金 継業 岐阜大学, 機器分析センター, 助教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 秀き 岐阜大学, 機器分析センター, 外国人特別研究員
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Keywords | 微小電極 / ボルタンメトリー / 超音波 / キャビテーション |
Research Abstract |
電気化学測定は超音波キャビテーションの物質移動,電荷移動及び誘起したラジカル反応などに及ぼす効果を容易に電位-電流曲線から定量的に解析できるため、最近注目されている。本研究では,直径数μmの超微小ディスク電極を用いて,ソノケミカル反応場のキャラクタリゼーションを行うことを目的としている。研究の第一段階として、恒周波数か変な超音波振動子を電気化学セルに取り付け、ソノエレクトロケミストリー(Sonoelectrochemistry)計測システムを構築した。Fe(CN)_6^<3->/Fe(CN)_6^<4->レッドクス種を用いて測定した場合、回転ディスク電極などの物理的攪拌に比べて超音波照射下で得られたボルタモグラムの電解電流は40倍も増大したことが観測された。ここでキャビテーションバブルサイズと同程度の径12μm超微小電極を用いて得られた結果,増大した電流中で超音波音圧の物理的攪拌効果による(直流)成分と,個々キャビテーションによる瞬間的なパルス成分をそれぞれ観測でき,後者の効果が特に大きいであることを示していた。超微小電極を用いる場合,個々のキャビテーションイベントの捕捉が可能で,反応場中のキャビテーションの分布,個々のキャビテーションの生起とそれらに伴い化学反応を定量的に解析できることを確認した。 研究の第二段階では、コンピュータ制御により超音波を変調し,ウェーブレット変換(Wavelet Transform)の手法によりボルタモグラムの交流信号と直流信号をそれぞれ計測できる新規電気化学測定法の開発が試みられていた。超音波変調したボルタモグラムは物質移動に関連した電流と物質移動に関係しない表面過程のみに寄与する電流を分離できるため,極めて低濃度の物質の測定が可能になる。これは,特にアスコルビン酸のような可逆性の悪い物質に対して通常の方法より感度が1桁以上優れていることを明らかにした。
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Research Products
(1 results)
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[Publications] J.Jin: "Study on Ultrasonic Cavitation Phenomena with Ultramicroelectrodes"Proceeding of 2003 International Symposium on Liquid Phase Separations and Radiation Applications, Daegu, Korea. 10-15 (2003)