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超臨界・亜臨界流体中で形成するプラズマ等の物質変換・再資源化への応用

超临界/亚临界流体中形成的等离子体在材料转化和回收中的应用

基本信息

批准号：
18030014
负责人：
佐々木満
金额：
$ 4.35万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、環境にやさしい技術である超臨界流体技術およびパルスパワー技術を融合させ、新たなる反応場の構築を目的として昨年度に引き続いて本研究を遂行した。本年度は、高温高圧状態の水を反応場とした新規複合技術の創成を目指した。有機化合物の物質変換基礎の蓄積、熱安定性に優れた難分解性物質の簡便処理法の提案に焦点を絞り、フェノールをモデル化合物とした亜臨界水中でのプラズマ照射処理試験を実施した。また、比較のために常温常圧水中でのプラズマ照射処理、亜臨界水中での熱分解処理も検討し、本手法の優位性などの特長を明確化することを試みた。実験には内容積900mLのバッチ型高温高圧用プラズマ発生・反応装置を利用した。セル中の電極は、針-平板電極(電極間隔1〜10mm)とし、フェノール水溶液初期濃度0.01〜0.1mol/L、温度100〜250℃、圧力1〜20MPa、パルスプラズマ照射回数0〜4,000回(処理時間としては数分〜1時間程度)の条件下で実験を行った。分析はGC-MS、GC-FID、HPLC-UV/RIおよびTOCを用いた。まず、フェノール水溶液の初期濃度0.lmol/Lとし、温度250℃、圧力20MPaにおいて、転化率に与えるパルスプラズマ照射回数の効果を調べた。その結果、未照射時のフェノール転化率約4%に対し、1,000回照射の段階で転化率は約10%に達した。しかし、照射回数を増大させても転化率は増大しなかった。また、他のパラメータの効果を調べたところ、フェノール初期濃度および温度が低いほどフェノール転化率が増大することを確認した。さらに、本手法と他手法を比較した結果、本手法でのフェノール分解は他手法の数倍速いこともわかった。分解反応機構については反応場におけるOHラジカル濃度が鍵であることは把握したものの、解明には至らなかった。今後は、反応メカニズム解明とともに連続処理システムの構築が課題である。

The research on supercritical fluid technology was carried out last year. This year, the new regulations for the development of composite technologies for high temperature and high pressure conditions A Simple Method for Treating Refractory Substances with Excellent Accumulation and Thermal Stability of Organic Compounds in Critical Water In order to clarify the advantages and disadvantages of this method, the paper compares the radiation treatment in normal temperature and normal pressure water and the thermal decomposition treatment in critical water 900mL high temperature and high pressure equipment The process is carried out under the following conditions: electrode in the middle, needle-plate electrode (electrode interval 1 ~ 10mm), initial concentration of aqueous solution 0.01 ~ 0.1 mol/L, temperature 100 ~ 250℃, pressure 1 ~ 20MPa, irradiation cycle 0 ~ 4,000 cycles (treatment time about several minutes ~ 1 time). Analysis of GC-MS, GC-FID, HPLC-UV/RI and TOC The initial concentration of the aqueous solution is 0.1mol/L, the temperature is 250℃, the pressure is 20MPa, and the conversion rate is adjusted according to the irradiation cycle. As a result, the conversion rate of the sample was about 4% when the sample was not irradiated, and about 10% when the sample was irradiated for 1,000 times. The number of radiation cycles increased, and the rate of radiation increased. It is confirmed that the initial concentration and temperature of the mixture increase due to the adjustment of the effect of the mixture. This method is used to compare the results of other methods. This method is used to decompose the number of times the other method is used. The decomposition of the anti-reflection mechanism in the anti-reflection field of OH concentration is the key to the control of the anti-reflection mechanism, and the solution is the key to the anti-reflection mechanism. In the future, we will discuss the problem of how to solve the problem.