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J-GLOBAL ID：202202251155335040   整理番号：22A0974371

超音波およびメガソニック周波数での共鳴およびキャビテーション刺激による溶解増幅【JST・京大機械翻訳】

Dissolution Amplification by Resonance and Cavitational Stimulation at Ultrasonic and Megasonic Frequencies

著者 (26件)： Arnold Ross A. (Laboratory for the Chemistry of Construction Materials (LC2), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  Arnold Ross A. (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Dong Shiqi (Laboratory for the Chemistry of Construction Materials (LC2), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  Dong Shiqi (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Dong Shiqi (Department of Materials Science and Engineering, University of California, California, United States) ,  Tang Longwen (Physics of AmoRphous and Inorganic Solids Laboratory (PARISlab), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  Prentice Dale (Laboratory for the Chemistry of Construction Materials (LC2), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  Prentice Dale (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Collin Marie (Laboratory for the Chemistry of Construction Materials (LC2), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  Collin Marie (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Vega-Vila Juan Carlos (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Vega-Vila Juan Carlos (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of California, California, United States) ,  Hernandez Amaya (Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  La Plante Erika Callagon (Department of Materials Science and Engineering, University of Texas at Arlington, Texas, United States) ,  Ellison Kirk (Electric Power Research Institute (EPRI), North Carolina, United States) ,  Kumar Aditya (Department of Materials Science and Engineering, Missouri University of Science and Technology, Missouri, United States) ,  Srivastava Samanvaya (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Srivastava Samanvaya (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of California, California, United States) ,  Bauchy Mathieu (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Bauchy Mathieu (Physics of AmoRphous and Inorganic Solids Laboratory (PARISlab), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  Simonetti Dante (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Simonetti Dante (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of California, California, United States) ,  Sant Gaurav N. (Laboratory for the Chemistry of Construction Materials (LC2), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, California, United States) ,  Sant Gaurav N. (Institute for Carbon Management (ICM), University of California, California, United States) ,  Sant Gaurav N. (Department of Materials Science and Engineering, University of California, California, United States) ,  Sant Gaurav N. (California Nanosystems Institute (CNSI), University of California, California, United States)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 126  号： 7  ページ： 3432-3442  発行年： 2022年 
JST資料番号： W1877A  ISSN： 1932-7447  CODEN： JPCCCK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 音響刺激は,鉱物と産業廃棄物の可溶化によるSi,Ca,およびMgなどの貴重な元素の抽出のためのグリーン経路を提供する。これまでの研究は,溶解を刺激するための超音波周波数(20-40kHz)の使用に焦点を当ててきたが,メガソニック周波数(≧1MHz)は,溶質粒子の共振周波数のマッチングやキャビテーション事象の頻度の増加のような利点を提供する。ここでは,一連の鉱物の溶解試験に基づいて,共鳴条件下での溶解がSiリッチ材料(ビジアン,アルバイトおよび石英)中で4×~6×の間の溶解増強を生じることを見出した。超音波刺激により誘起されたキャビテーション崩壊はCaとMgに富む炭酸塩前駆体(方解石とドロマイト)に対してより効果的であり,粒径が減少するにつれて溶解速度の顕著な増加を示し(即ち,利用可能な表面積が増加),d_50<100μmの粒子に対する非刺激溶解に比べて方解石の溶解速度が70倍増大した。メガソニック刺激により誘起されたキャビテーション崩壊は,中空粒子構造が高速かつ多数の低エネルギーメガソニックキャビテーション事象により破壊しやすいので,非晶質クラスFフライアッシュに対して,超音波刺激(1.5×対1.3×)より大きな溶解増強を引き起こした。これらの結果は,Si-O結合よりもCa-OおよびMg-O結合を切断する十分なエネルギーを有するより多くのキャビテーション事象を伴う,エネルギー解放の正規分布に従うキャビテーション崩壊エネルギーと一致し,後者は結合エネルギーが約2倍である。超音波溶解増強の有効性は積層欠陥エネルギーの減少(すなわちピットや転位のような表面欠陥の生成に対する抵抗)と共に指数関数的に増加し,一方,メガソニック溶解の効果は積層欠陥エネルギーと共に直線的に増加した。これらの結果は,音響摂動の利用による溶質からの元素放出を加速するための音響周波数選択の使用への新しい洞察を提供する。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *キャビテーション ,  *共鳴 ,  *超音波 ,  *溶解 ,  石英 ,  エネルギー ,  正規分布 ,  音響 ,  カルシウム ,  マグネシウム ,  溶解速度 ,  方解石 ,  非晶質 ,  前駆体 ,  溶質

分類 (1件)： 膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U)

タイトルに関連する用語 (6件)： 音波 ,  共鳴 ,  キャビテーション ,  刺激 ,  溶解 ,  増幅