水中パルス放電による高エネルギーエレクトロンの反応制御

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本研究は、水中パルス放電により発生するストリーマ状の放電路で生成する各種ラジカルと、ストリーマ中に存在するエネルギーの高いエレクトロンとが、化学反応に及ぼす影響についての基礎的知見を得ることを目的として行ったものである。初年度は、水中に配置した針対平板電極により生ずる強度な集中電界によって水の絶縁破壊が起こり、それをきっかけとしてストリーマ放電がアース電極へ向かってのびる結果、今までにわかっているOHラジカル、Hラジカルばかりでなく、Oラジカルも生成していること、また、針電極を通してガスをバブリングすることにより、さらに多量のラジカルが生成されることを確認した。さらに、微量な(50〜100ppm)フェノールを添加した水にパルス処理を行ったところ、フェノールは中間生成物を経て最終的には二酸化炭素にまで分解されることを示した。本年度においては、さらに放電形式の検討を行い、ラジカルによる微量有機物の分解に対するエネルギー効率を求めた。その結果次のようなことがわかった。(1) 次の3種類の放電形態に関して、有機物(フェノール)分解に要する印加エネルギーに対する分解速度(エネルギー効率)の違いを実験的に求めた;すなわち(a)ストリーマ放電のみ、(b)ストリーマとスパーク放電の共存場、(c)スパーク放電のみ、である。その結果、(b)の放電形態がもっとも効率的であることがわかった。(2) 過酸化水素の共存場と酸素ガスのバブリングとにおけるパルス処理はそれぞれ有機物分解に対して大きなプラスの効果をもたらすことがわかった。(3) 有機物分解のみならず、菌類の溶菌効果があることが確かめられ、今後の下水処理新技術開発の可能性を示唆した。