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超微小電極を用いた超音波反応場のキャラクタリゼーション

使用超微电极表征超声反应场

基本信息

批准号：
13750749
负责人：
金継業
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ソノケミカル反応機構をより詳しく解明するため,反応場中のキャビテーションの活性、分布,個々のキャビテーションの生起とそれらに伴い化学反応の定量的な解析が不可欠となる。本研究はまず、電気化学発光(Electrochemiluminensence)計測システムと超音波反応システムとなるSono-electrochemiluminensence(略Sono-ECL)システムを構築し、超音波反応場の可視化ないしは超音波で誘起した化学反応の解析を行った。50μMルミノールを含む緩衝溶液(pH=10)の中では、電極に0.65V vs.Ag/AgC1以上の電位を印加するとルミノールが酸化され、それと溶液中OH^-との相互作用により発光現象が見られた。この発光強度は超音波照射により強く増幅することを見出した。超音波の物質移動促進効果によりルミノールの電気反応が促進された他、キャビテーションにより生成したOH・やH_2O_2などが電気化学発光反応に関与していることが考えられる。Sono-ECLの発光強度は酸化電流の大きさと相関関係を示し、反応場の中微小電極と光ファイバープローブをX-Y-Z軸方向にマッピングすることによって超音波反応場の可視化を達成できた。また、直径7μm以下の微小電極を用いた1000V/s以上の超高速ボルタンメトリーでは、超音波照射下での有機溶媒と水溶液の中で異なるFe^<2+>/Fe^<3+>の電気化学挙動が示され、水溶液中超音波キャビテーションに誘起されたOH・などの中間体の生成を確認できた。最後に、超音波キャビテーションの効果を利用して、ダイオキシンの前駆体であるクロロフェノール類の電気分解に応用した。超音波照射下では、クロロフェノールの分解速度が著しく促進され、電解と超音波キャビテーションの相乗効果が認められた。また、HPLCによりクロロフェノールの分解物などの分析も行った。超微小電極は,キャビテーションバブルのサイズより小さいため優れた空間及び時間分解能を有し、キャビテーションの寿命、分布、活性、誘起した化学反応などの多次元の情報量を得ることが可能であった。

The ソノケミカルreaction mechanism をより detail しく Explain the するため, the reaction field のキャビテーションのactivities, points The cloth, individual 々のキャビテーションの生とそれらに accompanying the chemical reaction のquantitative なanalytics cannot be owed to となる. This study is based on electrochemiluminescence measurement using the Sono-electro Ultrasonic Reaction System Chemiluminensence (slightly Sono-ECL) is used to construct and visualize the ultrasonic reaction field. Ultrasonic induction is used to analyze the chemical reaction. 50μM ルミノールをcontaining buffer solution (pH=10), medium voltage, electrode voltage 0.65V vs. The potential above Ag/AgC1 is the acidification of Inka and the OH^-との interaction in the solution, and the photophenomenon is visible. The light intensity and ultrasonic irradiation intensity are increased, and the amplitude is increased. The material movement promotion effect of ultrasonic wave is によりルミノールの电気ぜがstimulationされたTA、キャビテーションによりGeneration したOH・やH_2O_2などがElectric 気chemical 発光 Reflection に关与していることが考えられる. Sono-ECL's light intensity and acidification current are large and the correlation is shown, and the reaction field's medium and small electrodes are light-emitting. The visualization of the ultrasonic reaction field in the X-Y-Z axis direction has been achieved.また、Ultra-high-speed microelectrode with a diameter of less than 7 μm and above 1000V/s、Ultra-high-speed ボルタンメトリーでは、Used in an organic solvent and aqueous solution under ultrasonic irradiation F e^<2+>/Fe^<3+>'s electrochemical reaction is shown, and the ultrasonic wave in aqueous solution induces the generation of OH・などの intermediates and is confirmed. In the end, the effect of ultrasonic wave is used, and it is used The シンの前槆体であるクロロフェノールclass の电気 decomposition に応用した. Under the irradiation of ultrasonic waves, the decomposition speed of では and クロロフェノールの is accelerated, and the multiplication effect of electrolysis and ultrasonic waves is められた.また、HPLC analysis of によりクロロフェノールのdegradation product も行った. Ultra-tiny electrodes are small and can be decomposed in space and timeビテーションのLife, distribution, activity, induced chemical reactions, multi-dimensional intelligence, and possible であった.