プラズマ気液界面反応場における溶媒和電子の診断と反応過程の解明

等离子体气液界面反应场中溶剂化电子的诊断和反应过程的阐明

基本信息

批准号：
21J11632
负责人：
稲垣慶修
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2021年度は, 液体電極大気圧直流グロー放電の水陰極において, 水分子のイオン衝突電離によって生成された溶媒和電子(水和電子)の検出に取り組んできたが, プラズマから電子が輸送され, 液相側界面近傍層で水和するような環境にある水陽極では, シースの影響から水和電子を検出することができなかった。プラズマから輸送されてきた電子が界面近傍で溶媒和する様子を観察したいというニーズは依然としてあり, 2022年度は低ガス圧プラズマ/水ジェット装置において水和電子の検出に取り組んだ。低ガス圧プラズマ/水ジェット装置は, 水をマイクロオーダーの直径を持つ微細流として噴出させ, 下流部で凍らせてトラップすることで, 数10 mTorrオーダーの低ガス圧プラズマ中において液体の水を導入することができる装置である。水ジェットに電圧を印加することで, プラズマと水の電位差をコントロールし, 正イオン照射下および電子照射下の水表面の水和電子のキネティクスを統合的に調べることに成功した。また, 照射するNd:YAGレーザー波長を変え, レーザー誘起脱溶媒和信号の光子エネルギー依存性を調べた。モンテカルロシミュレーションから得られた(2021年度に実施)量子効率と比較すると, 驚くべきことに, 計算で得られた光電子スペクトルより低光子エネルギー側に著しく高い量子効率を示した。この成果は, プラズマと水の界面で生成された水和電子が, 通常の水和電子よりもエネルギー状態が高いことを示唆している。

在2021财年中，我们一直在努力检测由水分子在大气压力电极中的水阴极处的水分子离子电离产生的溶剂化电子（水合电子），但是由于液体互动的环境中的环境中的鞘层和水液的影响，液态鞘的影响是水的液体，这些电位是水的接近水和水合。仍然需要观察从界面附近血浆中传输的电子的溶剂化，而在2022年，我们在低气体压力等离子体/水流装置中研究了水合电子的检测。低气体压力等离子体/水喷射装置是一种设备，它可以通过将水作为微阶微量流动射出几十mtorr的顺序，将水引入低气体压力等离子体，从而在下游部分中冻结并陷阱。通过将电压施加到水射流上，控制了血浆和水之间的电势差，并以综合方式成功地研究了水面和电子辐射下水面上水合电子的动力学。此外，通过更改ND：YAG激光的波长进行辐射，研究了激光诱导的脱溶信信号的光子能依赖性。与从蒙特卡洛模拟获得的量子效率（在2021年初始初始化）相比，在较低的光子能端，量子效率明显高于计算中获得的光电谱。该结果表明，在血浆 - 水界面上产生的水合电子的能量状态高于正常水合电子。