環境有害物質処理のための電子発生用ナノ電極の特性評価

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本研究の目的は、カーボンナノチューブ(以下、CNT)から放出される電子を利用して、焼却灰もしくは電気機器コンデンサーなどの絶縁油等に残留しているダイオキシン類、PCB(ポリ塩化ビフェニール)などの含ハロゲン化合物の分解無害化処理の評価を行うことである。CNT電子源から放出された電子を用いて、ダイオキシンの前駆物質の一つである中一高濃度(73もしくは730もしくは7300ppm)のクロロフェノールおよび高濃度(755もしくは1162ppm)ジクロロフェノール(を数分間かつ注入電力(0.5W)で、最大1/1000(7300ppm濃度を検出測定限界値7.3ppm)以下の濃度まで分解処理できることを実証した。この時の試料1gに注入されたエネルギーは、46J/gであった。誘電体バリア放電方式で分解処理を行った場合、7300ppmのクロロフェノールは、注入電力40Wで、最大1/2の濃度まで分解処理を実証したが、試料1gに注入されたエネルギーは、7.4kJ/gであった。CNT電子源を用いた処理が、放電方式と比較して非常に効率的に分解処理できることを明らかとした。CNT電子源を用いた含ハロゲン化合物の分解処理時間は、他の分解処理方式(化学抽出処理、紫外線処理、菌類処理など)と比較して短時間処理が可能である。この時、電極間に放出された電子数密度は、約3×10^<10>cm^<-3>,電子エネルギーは、約230eVである。