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。

今年，我们重新审查了以下模拟：（1）确定电子撞击的O2气体横截面面积集，这是放电血浆模拟所必需的，以及（2）重新检查产生活性氧和活性氮的模拟，并在排出血浆的辐射水中进行活性氮。 1）使用Monte Carlo Simulation（MCS）通过电子群方法确定了E2气体的电子冲击横截面区域。在确定的电子碰撞横截面集中，有关形成两种类型的负离子（O2-，O-）的信息，七种类型的激发物种（A1ΔG，B1σG，Herzberg Pesudocontinuum，Schumann-Runge Continuum，Schumann-Runge Continuum，最长的频带，第二个频段，较高级别，更高的水平，较高的水平）和三种阳性离子和三种阳性离子（O2+，O2+，O2+），O2+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+，O+。发现在MCS获得的电离系数，电子粘附系数，电子漂移速度和纵向扩散系数中，使用MCS获得的O2气体的纵向扩散系数的计算值在广泛的范围内得到了corvented电场，并确认了Collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon collimon的值。 ②在上一年，构建了在N2气气大气下放电血浆时的H2O2，NO2-，NO3生成反应的模型，并通过与上述化学物种的实际测量值相匹配，并通过0-二维化学物种的实际测量值来证明该模型的有效性。另一方面，在模拟中，根据实验结果考虑了放电区域的时间变化的影响，但是考虑到对不同模型的应用，这是不希望的。因此，在模拟过程中未参考实验结果，并使用相同的模型进行了重新计算。结果，当模型中考虑的一种化学反应的反应速率常数为7.8×10^3 m-2s-1时，上述化学物质的计算浓度值通常可以作为测量值复制，并且该反应速率常数与常规报道的值良好[J.化学Soc。 0，928（1952），J。Geophys。 res。大气。 91，2793（1986）]。