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放電プラズマとＨ２Ｏの反応による活性種の生成過程の解明

阐明放电等离子体与 H2O 反应产生活性物质的过程

基本信息

批准号：
17J11124
负责人：
川口悟
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，放電プラズマのシミュレーションで必要となる①O2ガスの電子衝突断面積セットの決定，および②放電プラズマ照射水中の活性酸素種&活性窒素種の生成シミュレーションの再検討を行った。① Monte Carlo simulation (MCS)を用いた電子スオーム法によって，O2ガスの電子衝突断面積セットを決定した。決定した電子衝突断面積セットにおいては，2種類の負イオン(O2-, O-), 7種類の励起種(a1Δg, b1Σg, Herzberg pesudocontinuum, Schumann-Runge continuum, Longest Band, Second Band, Higher levels), 3種類の正イオン(O2+, O+, O2 2+)の生成に関する情報を考慮した。決定した電子衝突断面積セットを用いたMCSによって得られたO2ガス中の電離係数，電子付着係数，電子ドリフト速度，縦方向拡散係数の計算値は，広範囲の換算電界において実測値を再現することがわかり，決定した電子衝突断面積セットの妥当性が確認された。② 前年度において，N2ガス雰囲気下において放電プラズマを水に照射した際の水中のH2O2, NO2-, NO3-生成反応モデルを構築するとともに，0次元シミュレーションによって得られる上述の化学種の濃度の計算値と実測値の一致によってモデルの妥当性を示した。一方，シミュレーションでは，放電領域の時間変化による影響を実験結果に基づいて考慮しているが，異なるモデルに適用することを考えると望ましくない。よって，実験結果をシミュレーション中に参照せずに，同様のモデルを用いて再計算を行った。その結果，モデルにおいて考慮している化学反応の一つ[HNO2 + H2O2 + H+ → ONOOH + H2O + H+]の反応速度定数を7.8×10^3 M-2s-1としたとき，上述の化学種の濃度の計算値は実測値をおおむね再現することができ，この反応速度定数は従来の報告値[J. Chem. Soc. 0, 928 (1952), J. Geophys. Res. Atmos. 91, 2793 (1986)]とよく一致することがわかった。

This year, we decided to discharge the required discharge area of プラズマのシミュレーションでとなる①O2ガスのelectronic conflict area,および② Discharge プラズマ irradiates the active acid species & active sulfide species in the water to generate シミュレーションの検検撒行った. ① Monte Carlo simulation (MCS) is determined by the electron collision cross-sectional area of the O2 electron collision method. Determining the cross-sectional area of electronic collision, 2 types of negative イオン (O2-, O-), 7 types of stimulating seeds (a1Δg, b1Σg, Herzberg pesudocontinuum, Schumann-Runge continuum, Longest Band, Second Band, Higher levels), 3 types of の正イオン(O2+, O+, O2 2+)の正イオン(O2+, O+, O2 2+) are generated and are considered. Determine the electron collision cross-sectional area and use the MCS sensor to obtain the ionization coefficient, electron attachment coefficient, electron velocity, and direction of the O2 sensor. The calculation value of the scatter coefficient, the conversion value of the electrical boundary, the reproduction value, and the confirmation of the appropriateness of the electron collision cross-sectional area are determined. ② In the previous year, H2O2, NO2-, H2O2, NO2-, NO3-Generate the reaction モデルをconstruct the するとともに, the 0-dimensional シミュレーションによって得らThe validity of the calculated and measured concentrations of the chemical species mentioned above is consistent with the results. On the one hand, シミュレーションでは, the time change in the discharge field affects the result of the discharge.づいて considers しているが, and different なるモデルにapplies することを考えると王ましくない.よって, the result of をシミュレーション中に refers to せずに, and the same 様のモデルを uses いて to calculate the を行った. As a result, the chemical reaction rate of the chemical reaction [HNO2 + H2O2 + H+ → ONOOH + H2O + H+] is 7.8 × 10^3 M-2s-1 としたとき, calculation of the concentration of the above-mentioned chemical species, measurement of concentration of the above chemical species, reproduction of することができ, report of reaction speed constant [J. Chem. Soc. 0, 928 (1952), J. Geophys. Res. Atmos. 91, 2793 (1986)]とよく合することがわかった.