レーザー誘起蛍光法による大気圧グロープラズマの診断-アフターグロー領域中の活性種の同定及び濃度測定-

利用激光诱导荧光法诊断大气压辉光等离子体 - 余辉区域活性物质的识别和浓度测量 -

• 批准号: 15740329
• 负责人: 田中 邦翁
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740329/
• 关键词: 大気圧グロープラズマ; 吹き出し型放電管; アッシング; 原子共鳴吸収分光法; ヘリウム; 準安定励起状態

吹き出し型大気圧グロープラズマ装置を用いた固体表面上の有機汚染物酸化除去処理に関して、これまで数年間に渡り研究を行ってきた結果、放電電力や試料ガス流量などの放電パラメーターと除去処理速度との関係が明らかとしてきた。一方、放電場および放電場下流域での化学種の種類とその密度の時間変化に関しては未だ不明な点が多く、本研究ではそれらの点を明らかにすることを目的に、主に分光学的手法を用いて測定を行った。まず、2光子吸収レーザー誘起蛍光分光法を用い、大気圧プラズマ中の酸素原子の検出を試みたが、検出には至らなかった。これは、同じ装置を用いて低圧酸素プラズマ中の酸素原子の検出を行った結果より、レーザーの強度不足であることが明らかとなった。この測定については、レーザーの変更および検出器の感度の向上を行い、再度行う予定である。大気圧グロープラズマ発生において、放電場が広い空間に均一に発生する理由として、励起状態の気体分子が常に存在し続けているからであると考えられている。大気圧ヘリウムプラズマにおいては、その活性種として準安定励起状態のヘリウム(He^m(^1S,^3S))がその役割を担っていると推測されている。そこで、まずは原子共鳴吸収分光法を用いて放電場に存在するHe^mの相対密度変化を測定した。その結果、RF電源で発生させた放電場においては、He^mの生成は放電電力に対して直線的に増加し、気体の放電場における滞留時間に対して、約20msで飽和に達することが明らかとなった。また、非常に粗い計算であるが、絶対密度に換算すると数ppm程度であることが分かった。さらに、滞留時間と生成量との関係より、He^mが主に電子との衝突によって消失(別の励起状態へ遷移)していること、数十ppb程度の不純物(O_2,N_2,H_2Oなど)でもHe^mを大きく減少させることが示唆された。今後は、レーザー誘起蛍光法でHe^mの密度測定を行う予定である。

The results of several years of research on acidification treatment of organic pollutants on solid surfaces show that there is a relationship between the treatment rate and the sample flow rate. In this study, the species density of chemical species in the watershed was determined by the method of spectral analysis. 2-photon absorption spectroscopy is used to detect and detect the acid atoms in the medium and high pressure. In the same way, the acid atom in the low pressure medium is emitted as a result of insufficient intensity. This measurement is in reverse, in reverse. The reason for the occurrence of large and small molecules in the middle of space is that they often exist in the middle of space The active species in the high pressure field are in the quasi-stable excited state and the active species are in the quasi-stable excited state. The phase density variation of He^m in the presence of Li field was determined by atomic resonance spectroscopy. As a result, the RF power source generates the discharge field, and the generation of the discharge power increases linearly. The residence time of the discharge field is about 20 ms, and the saturation time is about 20ms. The calculation is very rough, and the density is converted to several ppm. The relationship between the residence time and the amount of He^m produced is that He^m has a large reduction in the amount of impurities (O_2, N_2, H_2O) in the range of tens of ppb. In the future, the density measurement of He^m will be determined by the method of induced luminescence.