低温プラズマ中の活性種のその場分析

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メタンをメタノールに変換しておくことにより、実質的なエネルギーの有効利用を計ることができると言われている。本研究では、メタンのメタノールへの変換を大気圧下での無声放電を用いて行うことを考えている。しかし、その変換効率はエネルギー有効利用に寄与できる程に高くない。そこで本研究は変換効率向上のための基礎的な知見を得ることを目的として、その場質量分析法の開発を試みた。通常の質量分析と異なり本方法では大気圧下に存在する活性種を質量分析内に取り込まなければならないし、無声放電によるプラズマが発生している状態で測定を行わなければならないので、非常に難しい測定である。しかし、無声放電によるプラズマの発生については回路の設計を行い可能にした。また、活性種の取り込みについては、定量的には十分把握できていない状態であるが、取り込み口に適切なオリフィスを設け、さらに圧力緩和用のチャンバーを用いることで可能になることがわかった。今後、これらの装置を用いてプラズマの発生条件や導入するメタンあるいは酵素などの活性種がどのよになっているかについて検討を加える予定である。他方、中性種の分析においてイオン化をする必要があるため、予備的に本装置を用いて行った結果、メタンに関しては10eV程度のエネルギーが酵素に対しては20eV程度のエネルギーが、メタノールの生成に適すると思われる活性種の生成に必要であることがわかった。