Heプラズマを用いる水素燃料ガス中ホルムアルデヒドの高感度分析システムの開発

利用氦等离子体开发氢燃料气体中甲醛的高灵敏度分析系统

• 批准号: 21K05134
• 负责人: 千葉 光一
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 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-21K05134/
• 关键词: 水素燃料; 不純物分析; プラズマ分光分析; Heプラズマ; 微量元素分析; イオウ; ハロゲン元素; 分析化学; 水素燃料ガス; 原子スペクトル分析

当研究室では、これまでに、マイクロホローカソード放電Heプラズマ (MHCD-He Plasma) を励起源とする分析システムを開発し、水素燃料ガス中イオウを高感度に測定できることを明らかにしてきた。本研究では、Heプラズマとしてマイクロホローカソード放電と誘電体バリア放電を利用する水素燃料ガス中のホルムアルデヒドの高感度分析システムの開発について検討する。本年度は、両プラズマの光源としての特性を比較検討した。特に、誘電体バリア放電は通常の交流電源を用いて放電させることができることから、60 Hz (or 50 Hz) での高い繰り返し条件での発光測定が可能であり、測光頻度の増加による測定感度の向上が期待できる。外径と内径、電極間距離を変化させて誘電体バリア放電管を試作して、それぞれプラズマガス流量を変化させながら、発光強度と測光システム特性を検討した。典型的なキャピラリー型放電管（内径0.3 mm）と通常型放電管（内径4.0 mm）を比較すると、キャピラリー型放電管の方が感度的に優位であった。しかしながら、キャピラリー型放電管は熱耐性が低く、高い電圧を掛けすぎると溶断しやすいことも明らかになった。また、プラズマ測光面が小さくなり、光学系の調整も難しくなることも明らかになった。一方、マイクロホローカソード放電では、内径0.8 mmの放電管を用いて放電電圧 300 V、放電周波数 30 Hz、Heガス流量 50 mL/minの測定条件において最小検出量が0.45 nL となり、0.46 Lの水素ガスを分析試料として測定することで、当該水素ガス中ホルムアルデヒドが規制値 0.01 ppm 以下であるかどうかを判定することが可能である。来年度以降は、キャピラリー型放電管の冷却や光学系の安定化なども検討して、高感度かつ安定な測光システムの開発を目指す。

When laboratory で は, こ れ ま で に, マ イ ク ロ ホ ロ ー カ ソ ー ド discharge He プ ラ ズ マ (MHCD - He Plasma) を excitation origin と す る analysis シ ス テ ム を open 発 し, water, fuel ガ ス in イ オ ウ を Gao Gan degrees に determination で き る こ と を Ming ら か に し て き た. This study で は, He プ ラ ズ マ と し て マ イ ク ロ ホ ロ ー カ ソ ー ド discharge と induced electricity body バ リ ア discharge を using す る water element fuel ガ ス in の ホ ル ム ア ル デ ヒ ド の Gao Gan degree analysis シ ス テ ム の open 発 に つ い て beg す 検 る. This year, the を and プラズ プラズ <s:1> light sources と て て <s:1> characteristics を are compared 検 and た た are discussed. に, induced electricity body バ リ ア discharge は usually の ac power を using い て discharge さ せ る こ と が で き る こ と か ら, 60 Hz (or 50 Hz) で の high い Qiao り return し conditions で の 発 light が may で あ り, metering frequency の raised に よ る measurement sensitivity の upward が expect で き る. Diameter inner diameter and the distance between the electrode を と variations change さ せ て induced electricity body バ リ ア discharge tube を attempt し て, そ れ ぞ れ プ ラ ズ マ ガ を ス flow variations change さ せ な が ら, 発 light intensity と metering シ ス テ ム features を beg し 検 た. Typical な キ ャ ピ ラ リ ー type discharge tube (0.3 mm) diameter と type usually discharge tube (4.0 mm) diameter を compare す る と, キ ャ ピ ラ リ ー type discharge tube の party が sensitivity of に optimal で あ っ た. し か し な が ら, キ ャ ピ ラ リ ー type discharge tube は heat tolerance が low く, high electric 圧 い を hang け す ぎ る と fusing し や す い こ と も Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0, プラズ が light measurement surface が small さくな また, the department of optics <s:1> adjustment <e:1> difficult <s:1> くなる と と と と と bright ら になった になった になった になった になった になった になった になった になった になった になった になった になった になった Side, マ イ ク ロ ホ ロ ー カ ソ ー ド discharge で は, diameter 0.8 mm の discharge tube を with い て 圧 discharge electricity, discharge cycle for 30 Hz, 300 V He ガ ス flow 50 mL/min の determination conditions に お い て minimum measure 検 が 0.45 nL と な り, 0.46 L の water element ガ ス を analysis sample と し て determination す る こ と で, when those ガ ス in ホ ル ム ア ル デ ヒ ド が regulation nt 0.01 parts per million で あ る か ど う か を determine す る こ と が may で あ る. To annual fall は, キ ャ ピ ラ リ ー type discharge tube の cooling や optics の stabilization な ど も beg し 検 て, Gao Gan か つ settle な metering シ ス テ ム の open 発 を refers す.

项目成果

He大気圧プラズマによる水素ガス中イオウの分析手法開発

利用He大气压等离子体分析氢气中硫的方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Kuzume;K. Yamamoto;御船星，岡田将太，岩井貴弘，吉田真優子，岡林識起，宮原秀一，沖野晃俊，千葉光一
• 通讯作者: 御船星，岡田将太，岩井貴弘，吉田真優子，岡林識起，宮原秀一，沖野晃俊，千葉光一

ETV-誘電体バリア放電発光分析法 （DBD-OES）による頭髪中臭素の化学形態別分析手法の開発

使用 ETV-介质阻挡放电发射光谱法 (DBD-OES) 开发头发中溴的化学形态分析方法

• 发表时间: 2021
• 作者: Kawasue Shimba;Sakaguchi Yohei;Koga Reiko;Hayama Tadashi;Yoshida Hideyuki;Nohta Hitoshi;加藤 雅子，岡林 識起，岩井 貴弘，瀬戸 康雄，千葉 光一，
• 通讯作者: 加藤 雅子，岡林 識起，岩井 貴弘，瀬戸 康雄，千葉 光一，

ヒト毛髪横断面内のアンブロキソールの分布解明

阐明氨溴索在人类头发横截面中的分布

• 发表时间: 2022
• 作者: 瀬戸康雄;岩井貴弘;渡邊慎平;中西俊雄;香村芳樹;宇留賀朋哉;本多定男;千葉光一;岡林識起;桑山健次
• 通讯作者: 桑山健次

Development of Analytical Method for Sulphur in Hydrogen Gas Using Helium-Atmospheric Pressure MHCD Plasma

氦-大气压 MHCD 等离子体分析氢气中硫的方法的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: Sei Mifune;Shota Okada;Takahiro Iwai;Mayuko Yoshida;Satoki Okabayashi;Hidekazu Miyahara;Akitoshi Okino;Koichi Chiba,
• 通讯作者: Koichi Chiba,