単泡性ソノルミネッセンスによる酸化チタン光触媒の励起と水中有害物質の分解

单细胞声致发光激发二氧化钛光催化剂分解水中有害物质

• 批准号: 14655033
• 负责人: 荻 博次
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655033/
• 关键词: 有機物の分解; ソノルミネッセンス; 超音波キャビテーション; フェノール; 光触媒; 酸化チタン; 共振; 分解; ジニトロフェノール

本研究では超音波キャビテーションによる水中有害有機物質の分解のための装置開発およびキャビテーションによる分解能力の性質を解明することを主目的とした.平成15年度においては,溶液中の残存気体がキャビテーション分解法の分解効率に及ぼす影響を系統的に調べた.前年度の結果から,分解効率が水中に含まれる気体の種類と濃度によって顕著に異なることが示唆された.そこで,プェノールとメチレンブルーに対して,(i)脱気を行わない溶液中,(ii)透過膜モジュールを用いて完全に脱気を行った溶液中、(iii)脱気後,アルゴンを飽和させた溶液中,(iv)脱気後,ヘリウムを飽和させた溶液中,の4種類の溶液中で分解実験を行い,その効率を比較した.それぞれ10ppmの濃度からスタートし,超音波照射とともにこれらの濃度の変化を分光器によって測定した.フェノールに関しては,(i)がもっとも高い効率を示し,(ii)がもっとも低い効率を示した.メチレンブルーに関しては,(iii)がもっとも高い効率を示し,(ii)がもっとも低い効率を示した.フェノールに比べてメチレンブルーは揮発性が高く,主にキャビテーション内部に気化した状態で分解が進むと思われる.そのため,キャビテーション気泡内に熱伝導率の低いアルゴンが含まれる場合、断熱圧縮効果が高まり,気泡内の温度上昇が顕著となり,分解効率が増加したと推測された.また,キャビテーション気泡の数は残存気体核の数に依存するために,脱気された溶液ではキャビテーション数が優位に少なく,分解効率が減少したと考えられる.このように,系統的にキャビテーションによる分解特性を調べたことにより,その性質が明らかとなった.

This study で は ultrasound キ ャ ビ テ ー シ ョ ン に よ る water harmful organic matter decomposition の の た め の device 発 お よ び キ ャ ビ テ ー シ ョ ン に よ る decomposition ability の nature を interpret す る こ と を main purpose と し た. Pp.47-53 15 year に お い て は, の remaining in the solution 気 body が キ ャ ビ テ ー シ ョ ン の decomposition rate of unseen に decomposition method and ぼ す に affecting を adjustable べ た. Results before the annual の か ら, decomposition rate of unseen に が water containing ま れ る 気 body と の concentration に よ っ て 顕 the に different な る こ と が in stopping さ れ た. そ こ で, プ ェ ノ ー ル と メ チ レ ン ブ ル ー に し seaborne て, (I) to take off the 気 を line わ な い solution, (ii) through the membrane モ ジ ュ ー ル を with い て に 気 off completely を line っ た solution, (iii) to take off the 気 After ア ル ゴ ン を saturated さ せ た solution, (iv) take off after 気 ヘ リ ウ ム を saturated さ せ た solution in 4 kinds の の で decomposition in the solution be 験 を い, そ の を sharper rate comparison し た. そ れ ぞ れ 10 PPM の concentration か ら ス タ ー ト し, ultrasound irradiation と と も に こ れ ら の の concentration variations change を optical splitter に よ っ て determination し た. フ ェ ノ ー ル に masato し て は, (I) が も っ と も high い sharper rate を し, (ii) が も っ と も low い を working rate in し た. メ チ レ ン ブ ル ー に masato し て は, (iii) が も っ と も high い sharper rate を し, (ii) が も っ と も low い を working rate in し た. フ ェ ノ ー ル に than べ て メ チ レ ン ブ ル ー は swing 発 が high く, Lord に キ ャ ビ テ ー シ ョ ン internal に 気 change し た state が で decomposition into む と think わ れ る. そ の た め, キ ャ ビ テ ー シ ョ ン 気 に inside the bubble hot 伝 low conductivity の い ア ル ゴ ン が containing ま れ る occasions, high break hot 圧 shrinkage unseen fruit が ま り, 気 の temperature rise inside the bubble が 顕 the と な り, decomposition rate of unseen が raised plus し た と speculation さ れ た. ま た, キ ャ ビ テ ー シ ョ ン 気 bubble の は remnants Nuclear の Numbers in the remaining 気 に dependent す る た め に, take off the 気 さ れ た solution で は キ ャ ビ テ ー シ ョ ン が actor to a less に な く, decomposition rate of unseen が reduce し た と exam え ら れ る. こ の よ う に, system of に キ ャ ビ テ ー シ ョ ン に よ る decomposition characteristics を adjustable べ た こ と に よ り, そ の nature が Ming ら か と な っ た.

项目成果

H.Ogi: "Brightened single bubble sonoluminescence by phase-adjusted high-frequency acoustic pulse"Phys.Rev.E. 67. 056301 (2003)

H.Ogi：“通过相位调整高频声脉冲增亮单气泡声致发光”Phys.Rev.E。

Y.Tomiyama: "High-amplitude ultrasonic-resonance modes in water/glass multilayer components for decomposing organic compounds with high efficiency"5^<th> international symposium on cavitation (CAV 2003). (CD-ROM). (2003)

Y.Tomiyama：“用于高效分解有机化合物的水/玻璃多层组件中的高振幅超声共振模式”第 5 届国际空化研讨会（CAV 2003）。