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Study on microwave-induced non-equilibrium chemical reaction by complex permittivity analysis

复介电常数分析微波诱导非平衡化学反应研究

基本信息

批准号：
21K04781
负责人：
藤井知
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04781/
关键词：
マイクロ波化学複素誘電率空洞共振器法金属プラズマ

项目摘要

マイクロ波照射下における固体触媒の電場・温度依存の複素誘電率測定が出来る装置について研究を行っている。これまでの結果、効率よくマイクロ波キャビティ内に効率よくマイクロ波を伝送することが出来るアンテナとキャビティ（TM010やTM110モード）の設計と設計を行い、50Ωに近いインピーダンスを実現することができた。これらの成果を元に、TM010モードキャビティでは、アンテナ導入とカップリングを調整することにより凡そ10000くらいのキャビティが実現することを示せた。この値は複素誘電率測定として十分な性能である。複素誘電率の温度依存性は、当初、ランプ加熱を想定していた。実施検討した結果、やはり、キャビティも加熱されてしまい、キャビティの熱膨張によるQ値変動が生じることや500℃以上の高温には出来ないことが判明した。そこで、CO2レーザを材料の加熱として導入し、さらに、複素誘電率やマイクロ波加熱が同時に出来るような装置の構築を行った。これにより、必ずしもマイクロ波加熱されない材料の誘電率温度依存を測定可能となった。現在、固体触媒や半導体材料の誘電率変化などを測定を実施している。また、効率的なTM110モードの高磁場キャビティを実現することができたことから、金属をロッドを加熱することができ、さらに、真空中では固体から直接プラズマが発生することを発見した。この現象は全く新しいプラズマ発生方法であり、新しい材料プロセスについて提案することができた。今後、全く新しいプラズマプロセスへと発展させる可能性を見出した。

Electric field and temperature-dependent complex inductivity measurement of solid catalysts under microwave irradiation The design and implementation of the 50Ω Near-by Near-by The results of the survey were as follows: The measurement of complex inductivity is very important. The temperature dependence of the complex induction rate is determined by the initial temperature and heating temperature. The results of the investigation show that the temperature of the heat exchanger is higher than 500℃, and the heat exchanger is higher than 500℃. The heating and heating of CO2 and CO2 are carried out simultaneously. The temperature dependence of the inductivity of the material can be determined by heating. At present, solid catalyst and semiconductor material inductivity change measurement is carried out. The high magnetic field of the high efficiency TM110 can be realized by heating the metal in vacuum. This phenomenon is completely new to the development of new materials. In the future, the possibility of new development will be revealed.