2014 Fiscal Year Annual Research Report
革新的噴霧注入型熱・非熱ハイブリッドプラズマ流によるナノ光触媒粒子の高機能化
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13J07829
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
張 柱鏞 東北大学, 流体科学研究所, 特別研究員(PD)
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| Keywords | ハイブリッドプラズマ流動システム / 液相微粒子プロセス / 高機能性ナノ光触媒粒子の創製 / 金属表面処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、革新的な熱・非熱ハイブリッドプラズマ流動システムの作動条件を最適化し、ハイブリッドプラズマ流を用いて金属の表面処理の効果に有効性があることを示す。
1. 最適化するため、イメージ解析、放電特性と熱流動特性を明らかに金属表面の親水性効果を定量化することにより、単独のプラズマ流と比較した。このシステムは、非熱プラズマに印加する高電圧強度によりプラズマは敏感に変化する。ある印加電圧から熱・非熱ハイブリッドプラズマ流は、DCプラズマジェットとDBDプラズマ反応器の電極の間に新たなプラズマ柱が生じる。DCプラズマジェットから飛び出したイオンや電子はDBDプラズマ反応器に構成された高電場からエネルギーを得て、プラズマ柱が生じると考えられる。この高いエネルギーを有している荷電粒子は、DBDプラズマと混合され、DBDプラズマを高活性化させる。しかし、荷電粒子を注入してもDBDプラズマの電圧波形の大きさは変わらず、DBDプラズマは活発化される。
2. 革新的な熱・非熱ハイブリッドプラズマ流動システムは、DBDプラズマの印加電圧の強度によってプラズマ柱の安定性から二つのモードが存在することがわかった。印加電圧を増加すると、ある以上の印加電圧からは電圧波形が変化し、安定だったプラズマ柱が動き始め、結局不安定になる。
以上の特性を解明した上で金属の表面処理による金属の親水性を評価した。アルゴンを用いた革新的な熱・非熱ハイブリッドプラズマ流動システムは、DCプラズマジェットとDBDプラズマを単独に使うことにより金属の親水性を向上させた。また、安定なプラズマ柱が生成される作動条件の範囲でDBDプラズマの印加電圧を増加すると、金属の親水性が最大2.5倍向上した。プラズマ処理された金属の表面は、吸収酸素の濃度が増え、高い酸素の濃度は、表面の親水性と緊密な関係があることをわかった。
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| Research Progress Status |
本研究課題は平成26年度が最後年度のため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は平成26年度が最後年度のため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
