ナノ光触媒エアロゾルの超音速流れを利用した有害ガス状物質の高効率分解

利用纳米光催化气溶胶超音速流高效分解有害气态物质

• 批准号: 18651035
• 负责人: 古内 正美
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18651035/
• 关键词: 光触媒; エアロゾル; 超音速流れ; ガス状汚染物質; 環境浄化; ナノ粒子; ラバールノズル

本研究で提案する汚染物質分解技術の要点は,断熱膨張で得られる超音速流れ場中でガス、蒸気状物質の過飽和度が非常に高くなることを積極的に利用し,気流中に核として浮遊させたナノ光触媒粒子表面に有害ガス状物質を強制的に集中させ,紫外線(以下UV)照射による光触媒反応で高速分解することである。昨年度の結果から,ナノ光触媒エアロゾルおよび超音速流れ場を利用した高速分解、除去手法が,空気中のガス状、粒子状PAHsを効果的に分解可能なことを確認している。また,軟X線単独の汚染物質分解の可能性を検討し,組み合わせた実験装置の設計を行った。本年度はより詳細な分解条件の検討に先立ち,実験装置の改良に着手した。まず,ラバールノズルの奥行きを2.0mmから4.0mmとすることで装置の流量を倍にし,粒子捕集時間を40時間に短縮した。また,TTIP蒸気精製用の恒温水槽を交換し水温制御め精度を向上させた。この新装置を用いて,信頼のおけるデータを採取しデータ数を増やすことで,対象物質であるガス状、粒子状PAHsの分解特性の検討を行い,効果的な分解条件の把握を本研究の目的とする。低沸点成分はいずれのUV強度下においても分解率にあまり差が見られなかった。また,相対光触媒濃度が高くなると分解率が高くなり,特に,相対光触媒濃度が2倍以上になると,UV強度が1,3mW/cm2のときに約7割以上,5mW/cm2のときに約9割の高い分解率を示している。このことから,低沸点成分の分解には,UV強度以上に光触媒濃度の影響が大きいと思われる。また,UV強度による低沸点成分の分解率への影響を把握するために,相対光触媒量を低くしたサンプルの採取が必要と考えられる。

本研究提出的污染物分解技术的关键在于，主动利用绝热膨胀获得的超音速流场中气体和蒸汽的极高过饱和度，并将有害气态物质强制浓缩在物体表面。悬浮的纳米光催化剂颗粒，并通过紫外线（UV）照射引起的光催化反应快速分解它们。去年的结果证实，利用纳米光催化气溶胶和超音速流场的高速分解去除方法可以有效分解空气中的气态和颗粒状PAHs。我们还研究了单独使用软X射线分解污染物的可能性，并设计了一种将它们结合起来的实验装置。今年，在检查更详细的分解条件之前，我们开始改进实验设备。首先，通过将拉瓦尔喷嘴的深度从2.0毫米增加到4.0毫米，装置的流量增加了一倍，颗粒收集时间缩短至40小时。另外，更换了TTIP蒸汽净化恒温水箱，提高了水温控制的准确性。通过使用该新装置收集可靠的数据并增加数据数量，我们将检查作为目标物质的气态和颗粒状PAHs的分解特性，并旨在了解有效分解的条件。任何紫外强度下低沸点组分的分解率均无显着差异。另外，随着光触媒相对浓度的增加，分解率也随之增加，特别是当光触媒相对浓度增加一倍以上时，在UV强度为1.3mW/cm2时，分解率约为70%以上，而在UV强度为1.3mW/cm2时，分解率约为90%以上。当紫外线强度为5 mW/cm2时，表现出较高的分解率。这表明光催化剂浓度对低沸点组分分解的影响大于紫外线强度。此外，为了了解紫外线强度对低沸点组分分解速率的影响，有必要收集光催化剂相对量较低的样品。

项目成果

Degradation Characteristics of PAHs in Ambient Aerosol by Soft X-ray Irradiation

软X射线辐照对环境气溶胶中PAHs的降解特性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Earozoru Kenkyu 22
• 作者: Y. Bai;M. Furuuchi;Y. Otani;M. Hata;M. Aizawa
• 通讯作者: M. Aizawa

Effect of Soft X-Rays Irradiation on PAHs Concentration in Sized Smoke Particles from Biomass Burning

软X射线辐照对生物质燃烧烟气颗粒中PAHs浓度的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Furuuchi;P. Tekasakul;Y. Bai;Y. Otani;S. Tekasakul;T. Choosong;M. Hata;M. Aizawa
• 通讯作者: M. Aizawa

Degradation characteristics of PAHs in ambient particulates for soft X-ray irradiation

软X射线照射环境颗粒物中PAHs的降解特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Ecotechnology Research 12
• 作者: Y. Bai;M. Furuuchi;S. Panyametheekul;Y. Otani;W. Limapaseni;M. Hata and M. Aizawa
• 通讯作者: M. Hata and M. Aizawa

Decomposition of Poly-cyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Smoke Particles from Biomass Burning by Soft X-Ray Irradiation

软X射线辐照分解生物质燃烧烟气颗粒中的多环芳烃(PAHs)

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Ecotechnology Research 12・4
• 作者: Y.Bai;M.Furuuchi;P.Tekasakul;T.Choosong;S.Tekasakul;Y.Otani;M.Aizawa;M.Hata
• 通讯作者: M.Hata

ナノ光触媒エアロゾルによる大気汚染物質分解特性の検討

纳米光催化气溶胶检测空气污染物分解特性

• 发表时间: 2007
• 作者: 池田 秀樹;福本 将秀;畑光 彦;古内 正美
• 通讯作者: 古内 正美