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ソノケミストリを反応開始・促進とする新しい水熱反応プロセス

利用声化学作为反应引发和加速的新水热反应过程

基本信息

批准号：
15656225
负责人：
榎本兵治
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

超音波を液体や溶液に照射したとき液中に小さな気泡(キャビティ)が発生すると、この気泡が急激に圧縮して圧壊し、高温・高圧の局所場(ホットスポット)が形成する事が知られている。このホットスポットで生成した活性化学種により気泡内や気泡界面で様々な反応が進行する。本研究は、飽和蒸気圧以上の過熱水中すなわち水熱反応条件下でこの局所的な高温高圧場を発生させ、生成する活性化学種を反応のイニシエーションとして水熱反応に利用する新しい反応プロセス開発の可能性を検討することを目的とし、超音波を反応場に入射できる水熱反応実験装置を製作して基礎的な実験を行い、水熱反応への超音波の効果を評価した。1.水熱反応場に超音波を入射しキャビテーションを起こすために、超音波振動子と音響センサを組み込み、小型バッチ式反応容器として高温高圧条件で反応実験を実施することができる実験装置を製作した。2.反応容器内でのホットスポット形成に不可欠なキャビティの生成を判断するためのモニタリング手法を開発した。まず、常温常圧下で目視可能な容器内の溶液に超音波を照射してキャビテーションを起こし、このとき入射した超音波に対する内部の反射波を計測してキャビティ発生時に特異的に発生する信号波形の乱れを検出することができた。先に製作した小型圧力容器中での超音波照射による同様な測定を行い、実験系の共振周波数において上記の場合と同様な信号波形の乱れを検出した。3.この反応容器を、用いて高温高圧の実際の反応条件で使用した場合の超音波の計測を行い、水熱反応条件下でも共振周波数の超音波を照射したばあいに同様な波形の乱れを検出した。これにより、高温高圧水中でもキャビティが発生しているものと判断し、フェノールを用いて水熱条件での有機物分解反応実験を行い、水熱反応条件下で超音波を照射した場合に水熱反応のみあるいは超音波を常温で照射した場合の結果を比較し、生成物組成が異なることを見出した。

Ultrasonic irradiation of liquid solution, したときに小さな気bubble (キャビティ), が発生すると, この気がRapid pressure shrinkage, high temperature and high pressure are the formation of high temperature and high pressure. The このホットスポットで generates したactive chemical species and により気やbubble interface で々なreaction is carried out する. In this study, the high-temperature and high-pressure field of the station under the condition of hydrothermal reaction in superheated water above the saturated steam pressure was studied.を発生させ、Generated するActive chemical species をのイニシエーションとしてHydrothermal reaction にutilizationする新The possibility of しいreaction and プロセス开発のを検question することをpurpose とし、Ultrasonic をreaction field にIncidence できるThe production of hydrothermal reaction equipment is based on the basics of hydrothermal reaction and the ultrasonic effect of hydrothermal reaction. 1. Hydrothermal reaction field, ultrasonic wave incident, ultrasonic vibrator, sound wave group, etc.み、Small バッチできる実験 device is manufactured under high temperature and high pressure conditions. 2. The formation of the でのホットスポット in the reaction container cannot be judged by the なキャビティのGeneration method and the するためのモニタリング technique を开発した. It is possible to visually inspect the solution in the container under normal temperature and pressure. When the wave is generated, the reflected wave inside the wave is measured. The signal waveform is unique when the signal is generated. We first made a small pressure vessel and irradiated it with ultrasonic waves, and measured it in the same way. The resonance frequency of the 験 system is the same as the signal waveform in the above mentioned situation. 3. The use of ultrasonic measurements in high-temperature and high-pressure reaction containers and the use of high-temperature and high-pressure reaction conditions. , under the condition of hydrothermal reaction, the ultrasonic wave with the resonance frequency is irradiated and the waveform is the same as the ultrasonic wave.これにより、High temperature and high pressure water でもキャビティが発生しているものとJudgmentし, use the same hydrothermal conditions as the organic matter decomposition reaction and hydrothermal reaction Under the conditions of ultrasonic irradiation, hydrothermal reaction, ultrasonic irradiation, normal temperature, and irradiation, the results were compared, and the product composition was different.