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放電プラズマを利用した液状有機化合物の化学反応処理に関する研究

放电等离子体化学反应处理液态有机化合物的研究

基本信息

批准号：
12780361
负责人：
迫田達也
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Sojo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

不飽和脂肪酸は酸化されやすく化学的に不安定であるが、水素添加を行って飽和脂肪酸を誘導することで品質の安定化をはかることができる。一般的な水素添加法としてニッケル触媒法が挙げられるが、昇温、加圧、触媒ろ過等の多工程を要する。これとは別にγ線を照射して水素添加を行う方法があるが、効率が悪く、装置の取り扱いも危険で一般利用は難しい。これらに替わる新しい方式として、本研究では放電プラズマを用いた水素添加処理法を提案している。簡易な方法として、マイクロ波プラズマを100Pa程度の動作圧力でフラスコ内に生成し、20秒間で25%の水素添加処理に成功している。しかし、この場合、プラズマ動作圧力が高いためにフラスコ内の気体温度上昇による脂肪酸気化で、水素添加の反応が液体界面とプラズマ中で同時に行われた可能性があった。そこで、処理過程で気体温度の上昇を抑制できるように、低圧力でプラズマを生成して水素添加処理を行い、γ線照射法との反応方式の違いを明らかにすることを試みた。プラズマからの放射スペクトルの観測には分光器を用い、電子温度・密度の測定にはダブルプローブを用いた。その結果、電子温度3.5eV、電子密度2×10^<14>m^<-3>程度の水素プラズマによる3.5分間の処理で約3.5%のステアリン酸メチルを得た。この場合、プラズマからの放射スペクトルを観測した結果から、気体温度上昇による脂肪酸気化は抑制できていることが確認できた。また、プラズマの動作ガスとしてアルゴン3Paを用いてプラズマ処理を施した場合、ステアリン酸メチルは1%未満(0.5%)しか得ることができなかった。これらの結果より、低気圧の高周波放電プラズマは、水素添加の反応エネルギーに必要な高エネルギー電子の供給とともに水素の励起原子あるいは水素イオンを効果的に供給できるのでγ線照射方式よりも効率が良いことが明らかとなった。

Unsaturated fatty acids are chemically unstable, and water is added to induce the stabilization of saturated fatty acids. General water element addition method and catalyst method are required for many projects such as temperature increase, pressure increase and catalyst reaction. However, there are many ways to add water and nutrients when irradiated with gamma rays, the efficiency is high, and the device is difficult to obtain, making it difficult to use in general. This paper proposes a new method of water element addition. The simple method of adding water to the reactor was successful with an operating pressure of 100Pa and a water addition of 25% in 20 seconds. In this case, the operation pressure is high, the temperature of the body in the room rises, the fatty acid is oxidized, the water is added, the liquid interface is mixed, and the possibility of simultaneous operation is high. Therefore, the increase in body temperature during the treatment process can be suppressed, low pressure can be generated, water addition can be carried out, and the violation of gamma ray irradiation and reaction methods can be clarified. For the measurement of electron temperature and density, As a result, the electron temperature is 3.5 eV, the electron density is 2×10^<14>m^<-3>, and the water content is about 3.5%. In this case, the radiation of the body is detected, and the temperature of the body is increased, and the fatty acid is inhibited. In addition to the above, it is also necessary to use the medium and high temperature treatment to apply the field combination and the medium and high temperature treatment to 1%(0.5%). As a result of this, the low pressure and high frequency of the ion beam are reduced, and the water element is added to the electron beam. The excitation atom of the water element is reduced, and the gamma ray irradiation mode is reduced.