大気圧下でマイクロキャピラリーチューブ内で生成されたHe/H2OプラズマにおけるVOCsの変換

要旨 非平衡プラズマが、DCパルス微小誘電体バリア放電（微小-DBD）とイオン化波の伝播によって、内部直径800 µmのマイクロキャピラリー石英チューブ内で生成されます。大気圧下でHe/H2O/VOCの混合物において、研究対象の揮発性有機化合物（VOCs）は、アルコール（メタノール、エタノール、イソプロパノール、テルトブタノール）、ケトン（アセトン）、ニトリル（アセトニトリル）、および芳香族炭化水素（トルエン）など、さまざまな化学ファミリーに属する分子を代表しています。これらのVOCsの変換効率は、微小-DBDに加えられる電圧（またはプラズマに投入される電気エネルギー）と、分子の初期濃度（1 ppmから3000 ppmまでの範囲、分子によって異なる）に関して研究され、高分解能リアルタイム質量分析法フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴化学イオン化（CI-FTICR）を用いてH3O+を前駆体イオンとして使用します。VOCsの変換により生成されるさまざまな副産物が特定され、定量化され、マイクロキャピラリープラズマが複雑な化学反応性を誘発できることが強調されます。関与する反応速度の定性的な分析は、既存の文献に基づいており、ヘリウム種（イオンおよび準安定状態）と水分子の解離から生じるラジカル（OおよびOH）が、CI-FTICR装置で検出されたすべての化合物の形成を説明する最も可能性の高い候補であることを示しています。VOCによる準安定He(23S)の消火プロセスが分子の解離につながることが示唆され、一部の実験結果を説明するための提案がされています。