コロナ放電を用いた液中への革新的活性酸素種供給法の開発

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本研究の最終目標は、コロナ放電によって液中に供給された活性酸素種の化学反応過程の解明である。これを明らかにすることで、本手法によるOHラジカルの高速・高効率利用が可能となる。本年度は、以下の実験及び計算を行った。(1) 前年度に得られた液相の流れの計算結果を用いて、液相化学種（オゾン、過酸化水素、酢酸、O3-等）の2次元化学反応シミュレーションを行った。初期流速はPIV計測で得た値である5 mm/sを基準とし、0, 2.5 mm/sの3種類で計算を行った。また、任意測定点を設定し、そこでの各化学種濃度の時間変化を流速別に比較した。その結果、シミュレーションの計算時間が400msまでの各化学種の濃度分布や測定点ごとの濃度の時間変化が明らかになった。流れによって液中を移動する過酸化水素とオゾンが反応することでOHラジカルが生成するという結果を得たことから、液相流速が速いほど、処理効果が高くなると考察している。また、流速が0 mm/sの時に酢酸が分解しない結果となったことについては、OHラジカル同士の反応によって過酸化水素が生成することで酢酸分解の妨害をしていると考察している。(2) コロナ放電によって液中に供給された活性酸素種の反応過程を調査するために、正・負両極性のコロナ放電を用いて酢酸と活性酸素種の濃度測定を行い、それぞれの特性について比較を行った。その結果、印加電圧と放電電流が同じ場合、負極性の方がより多く酢酸を分解できることがわかった。またオゾンと過酸化水素の生成特性も極性による違いがあることが明らかとなった。