有害有機化学物質の超音波分解

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マイクロリアクター（流路高：100 マイクロメートル)を用いるメチルオレンジの超音波分解実験について検討した。特に、反応溶液をリアクター内に循環させる流通式マイクロリアクターシステムを用いて実験を行った。マイクロリアクターでキャビテーションバブルが生成されていることを確認するために、OHラジカルスキャベンジャーである1－ヘキサノールや活性ラジカル発生剤である四塩化炭素の添加がメチルオレンジの分解に及ぼす影響について調べた。さらに水の熱分解生成物である過酸化水素の生成量についても検討した。その結果、超音波照射によりマイクロリアクター内で高温バブルが生成し、メチルオレンジは高温バブルから生じる活性ラジカルによって分解されることが確認できた。さらに溶液温度、流速の影響や超音波出力の影響についても検討した。さらに一般的なガラス製反応容器を用いる分解実験では流速が分解速度に与える影響について明瞭な結果が得られなかったため、本研究では、さらに急速な液流れが生じると期待される小径スプレーノズル（ノズル直径: 0.5mm）を有する流通式反応容器を製作した。この反応容器を用いて、スプレーノズルまたは通常のノズルを用いて反応溶液を循環させながらメチルオレンジの分解実験を行った。さらに溶液上面に蓋有りと蓋無しの場合でメチルオレンジの分解速度がどのように変化するのか調べた。その結果、溶液上面に蓋をつけると蓋が無いときよりも分解効率が低下する結果と、流速が速くなると分解効率が大きくなる結果が観察された。さらにルミノール水溶液を用いるソノケミルミネッセンスの解析（生成されるOHラジカルの溶液内での分布の解析）を行い、各実験条件下におけるメチルオレンジの分解効率とキャビテーション反応場の関係について考察した。