超音波の誘起する微小気泡反応場の物理化学の構築と水処理技術への応用

超声微泡物理化学反应场的构建及其在水处理技术中的应用

• 批准号: 17710066
• 负责人: 興津 健二
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710066/
• 关键词: 超音波; キャビテーション; 有害有機物質の分解; 速度論; 水処理; 水処理技術; 有害化学物質

水中に含まれる有害有機汚染物質の分解無害化技術として、低エネルギー超音波による汚染物質の分解無害化技術の開発を目指した。特に、難分解性の芳香族化合物、有機塩素化合物や有機酸を効率的に超音波分解するために、超音波キヤビテーション反応場の反応速度論解析を行い、反応場の特徴を物理化学的に明らかにすることを試みた。また、超音波照射と種々の遷移金属粉末を併用することによって汚染物質の分解促進を回ることも試みた。反応速度論解析には、対象物質の物理化学特性(ヘンリー定数、蒸気圧、溶解度、LogPなど)を考慮に入れることと、泡を局所反応場として考慮した擬Langmuir型の新しい反応速度論の構築を図った(欧文誌へ投稿中(2007))。その結果、疎水性の高い溶質は、泡の界面に集まっていることが示唆された。そして、キヤビテーション高温反応場において生成されたOHラジカルによる酸化分解反応や熱分解反応の進行が速度論解析によって説明できた。不均一溶液系での超音波分解実験として、遷移金属粉末の添加効果について調べ、分解反応速度の促進を図った。超音波の誘起する衝撃波によって、添加している遷移金属粉末の表面を活性化(酸化被膜の除去)することに成功し、これにより有機塩素化合物の還元脱塩素化反応が著しく促進されることが分かった。また周波数の影響について検討した結果、低周波数の超音波が金属粉末表面の活性化に有効であることが示唆された。

Development of Harmless Technology for Decomposition of Hazardous Organic Pollutants in Water by Low Frequency Ultrasound Ultrasonic wave decomposition of aromatic compounds, organic halogen compounds and organic acids, ultrasonic wave reaction field and reaction velocity theory analysis, reaction field characteristics and physical chemistry Ultrasonic irradiation promotes the decomposition of pollutants. The analysis of reaction velocity theory and the physico-chemical properties of the corresponding substances (such as temperature, vapor pressure, solubility, LogP) are considered in the construction of a new reaction velocity theory of quasi-Langmuir type (Owen Shih (2007)). As a result, the high concentration of solute in the water and the interface of the bubble are concentrated. In addition, the high temperature reaction field is generated by the reaction of acid decomposition and thermal decomposition, and the reaction is analyzed by velocity theory. Ultrasonic decomposition of heterogeneous solution system, adjustment of additive effect of migrating metal powder, acceleration of decomposition reaction speed The surface activation (removal of acidified coating) of metal powder induced by ultrasonic wave is successfully promoted by the addition of organic pigment compounds. In addition, the results of the investigation of the influence of frequency number show that low-frequency ultrasound is effective in activating the surface of metal powders.

项目成果

Sonochemical degradation and reaction kinetics of organic acid in aqueous solution

水溶液中有机酸的声化学降解及反应动力学

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes, I^<st> European Conference (CD-ROM)
• 作者: K.Okitsu;K.Kawasaki;B.Nanzai;H.Nakui;H.D.Hanh;R.Nishimura;N.Takenaka;H.Bandow
• 通讯作者: H.Bandow

水中有機塩素化合物の低エネルギー超音波分解速度に対する添加遷移金属粉末と超音波周波数の影響

添加过渡金属粉末和超声频率对水中有机氯化合物低能超声分解率的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: 分析化学 55・8
• 作者: 興津健二;吉岡雄一郎;田辺秀二
• 通讯作者: 田辺秀二