触媒塗布アンテナが集光するマイクロ波を用いた環境汚染物質等の化学分解

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14658177
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 山口 作太郎 中部大学, 工学部, 教授 (10249964)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅野 正義 中部大学, 工学部, 教授 (90023077) ; 二宮 善彦 中部大学, 工学部, 助教授 (10164633) ; 今枝 健一 中部大学, 工学部, 教授 (60314085) ; 藤原 修 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60135316) ; 馬場 清英 中部大学, 工学部, 助教授 (50208708)
• Keywords: マイクロ波 / 化学反応 / 難分解性化学物質 / アンテナ / 触媒

Research Abstract

平成15年度の研究実績は下記のようである。
1)アンテナ周辺での電場・磁場の計算を行い,アンテナ形状の最適化によってアンテナ端部の電場が100倍から200倍程度に集光されることが計算機シュミレーションで判明した。
2)それに応じて,家庭用電子レンジないにアンテナを設置し,集光された電場によって大気中で放電が生じることを実験的に見いだした。また,その放電がアンテナの設置方法によって異なることを見いだした。
3)ネットワークアナライザーを利用して,数々の液体の化学物質の室温での複素誘電率の測定を行い,スミスプロットにまとめた。また,その結果と電子レンジによる加熱効率の比較を行った。
4)アンテナを過酸化水素水中に持ち込み,それにクロロベンゼンを添加し分解実験を行った。その結果、約90℃/大気圧でクロロベンゼンが分解し,塩素が過酸化水素水中に遊離することが判明した。分解率は3%程度であった。温度条件などを透過にしたヒーターを用いた実験との比較でマイクロ波の効果があることが分かった。
5)数々の金属材料を用いてアンテナを作り上記の実験を行った。その結果,アンテナ材料を銅にすると分解率が高いことが判明した。
6)アンテナの代わりに銅粉末を用いて,それにクロロベンゼンを添加し,更に過酸化水素水を加えてマイクロ波を照射した結果,分解率は45%程度まで増加した。
以上の研究結果を2002年11月に奈良で開かれた「マイクロ波効果・応用国際シンポジウム」にて4件の口頭発表を行った。また,中部大学総合工学研究所の「総合工学」に2件の論文を掲載した。

Research Products

• [Publications] 山口作太郎他5名: "触媒材料アンテナを用いたマイクロ波による化学反応制御"総合工学(中部大学). 15. 41-49 (2003)
• [Publications] 今枝健一, 竹内厚生, 山口作太郎: "アンテナ電極を用いたマイクロ波によるクロロベンゼン化合物の分解"総合工学(中部大学). 15. 33-40 (2003)