PPCPによる光触媒機能付与膜の作製とガス状汚染物質(NOx,CO_2など)の処理

PPCP光催化功能薄膜的制备及气态污染物（NOx、CO_2等）的处理

• 批准号: 04650862
• 负责人: 山本 英夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Soka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650862/
• 关键词: PPCP; 非平衡プラズマ; 超微粒子; チタニア; 粒子推積膜; 光触媒

PPCPとはPulse corona induced Plsma Chemical Processの略で、「極短パルス非平衡プラズマ」を用いたまったく新しい気相化学反応プロセスをいう。「極短パルス非平衡プラズマ」とは著しく不平等な電界を形成する電極系に100ナノセコンド程度の幅のパルス状直流高電圧を印加することにより得られる、電子温度のみが非常に高い非平衡低温プラズマのことである。これを反応励起源として利用すれば、常温常圧で微粒子生成反応が進行すると期待される。また、反応場には高強度の直流電界が形成されているので、生成した微粒子のうち帯電しているものは静電泳動により反応管壁面に沈着し、静電沈着特有の独特な構造を持った多孔質微粒子堆積膜が形成すると期待される。本研究では、二酸化チタン超微粒子生成反応を例とし、PPCPの有効性を検討した。1.PPCP‐CVD反応装置の試作: プラズマ発生用電極は線/円筒系を採用。内径10φの石英製反応管の中心に0.5φの白金線放電極を設置し、円筒電極をアース電極とした。放電極にピーク値が‐30kVで幅が200μsecのパルス電圧を2msec間隔で印加すると、Ar雰囲気で微かに暗赤色の放電が観察された。2時間以上の連続運転でも反応部の温度上昇は全くなく、常温常圧で安定した低温プラズマが得られた。放電電流は約0.1mAであった。2.TiO_2超微粒子および膜の生成: TiCI_4/O_2/H_2(Arキャリア)反応系でTiO_2超微粒子の生成を試みた。上記のプラズマ条件で1次粒子径が20nm程度のわずかにアナター型に結晶しつつあるアモルファスTiO2が生成した。反応管内壁には微粒子堆積層が形成され、SEMにより3次元網目構造の特徴的な膜であることが確認された。3.反応効率の検討: 反応ガスの滞留時間および水素濃度の反応率への影響を検討した。この装置では40%程度の反応率が律速である。生成粒子形状は水素濃度に依存し、濃度が高いほど粒径が揃うことが観察された。

PPCP と は Pulse corona induced Plsma Chemical Process の で slightly, "very short パ ル ス non-equilibrium プ ラ ズ マ" を with い た ま っ た く new し い 気 phase Chemical anti 応 プ ロ セ ス を い う. "Very short パ ル ス non-equilibrium プ ラ ズ マ" と は the し く inequality な electricity industry を form す る sonde に 100 ナ ノ セ コ ン ド degree of の の パ ル ス shape high dc electric 圧 を Inca す る こ と に よ り have ら れ る, electronic temperature の み が very high に い non-equilibrium low temperature プ ラ ズ マ の こ と で あ る. こ れ を anti 応 excitation origin と し て using す れ ば, normal temperature often 圧 で particles generated against 応 が for す る と expect さ れ る. ま た, anti 応 に は high-strength の dc boundary が form さ れ て い る の で, generate し た particles の う ち 帯 electric し て い る も の は electrophoresis static dynamic に よ り anti 応 wall surface に shen the し, electrostatic shen the thespecial の unique な を hold っ た porous particles stacking membrane が form す る と expect さ れ る. In this study, で で, the reaction of the generation of ultrafine particles by diacidification チタ, 応を examples と <e:1>, and the efficacy of PPCP を検 are investigated for た た. 1. Ppcp-cvd reverse 応 device <s:1> trial production: プラズ プラズ development electrode wire/yen tube series を adopted. The inner diameter is 10φ bead quartz reverse 応 tube, the center is に0.5φ bead platinum wire, the discharge electrode is を set with <s:1>, the cylindrical electrode is をア, the ス electrode is と, the た electrode is た. On discharge electrode に ピ ー ク numerical が ‐ 30 kv で が 200 mu, the SEC の パ ル ス electric 圧 を 2 msec interval で す incas る と, Ar 雰 囲 気 で micro か に dark red の discharge が 観 examine さ れ た. の even 続 transport planning for more than 2 time で も は の temperature rises against 応 department whole く な く, normal temperature often 圧 で settle し た cryogenic プ ラ ズ マ が have ら れ た. The discharge current であった is approximately 0.1mAであった. 2. TiO_2 utrasmall particle お よ び membrane の generation: TiCI_4 / O_2 / H_2 (Ar キ ャ リ ア) against 応 department で TiO_2 utrasmall particle の generated を try み た. Written の プ ラ ズ マ conditions が で one particle diameter 20 nm の わ ず か に ア ナ タ ー type に crystallization し つ つ あ る ア モ ル フ ァ ス TiO2 が generated し た. Anti 応 tube wall に は particulate accumulation が form さ れ, SEM に よ り 3 dimensional mesh tectonic の 徴 な membrane で あ る こ と が confirm さ れ た. 3. Anti-応 efficacy rate <s:1> 検 discussion: anti-応 ガス <s:1> retention time および water concentration <e:1> anti-応 rate へ <s:1> influence を検 discussion た た The <s:1> <s:1> device で で 40% degree <s:1> anti応 rate が law speed である. The shape of the generated particles <s:1> the concentration of water is に dependent on が, the concentration is が high and the <s:1> ほ <s:1> particle size is が揃う された とが観 and された.