気化したエタノールを用いるとプラズマが安定化する理由

気化したエタノールを用いるとプラズマが安定化する理由について、教えていただけないでしょか？
また、その理由に関する文献等について、ご教示頂けないでしょうか？

以下、プラズマ発生方法の詳細を記載します。
プラズマは、大気圧下で電極間に13.56MHzの高周波電界を印加し、Arプラズマを発生させています。
電極間には、Arガス及び気化した微量のエタノールを流しています。

１．Arガス単独で、プラズマ発生を試みると、プラズマはアーク放電となります。
　　（強い青の発光とバチバチ音がします。）
　　電極間にかかる電力を変えても、アーク放電にしかなりません。

２．１と同じ条件下でArガスと気化した微量のエタノールを流し、プラズマ発生を試みると、
　　プラズマはグロー放電となります。（白い穏やかな発光となります。）

気化したエタノールを加えると、なぜ２のような安定したプラズマが得られるかご教示願います。
よろしくお願いいたします。

No.1 回答者： oo14 回答日時： 2016/12/11 01:12

メタノールや（＊－）プロパノールなら

同一条件でどうなるのですか？

この回答へのお礼

メタノール・プロパノールについて、未確認です。
ご指摘ありがとうございます。

お礼日時：2016/12/13 00:04

No.2 回答者： hornblende_basalt 回答日時： 2016/12/11 01:39

参考になるかは分かりませんが，ICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析計）に関する論文です．

高橋・山田（2004） 誘導結合プラズマ質量分析法におけるコリジョン/リアクションセル技術の展開．BUNSEKI KAGAKU，vol. 53, No.11, 1257-1277．
https://www.jstage.jst.go.jp/article/bunsekikaga …

　ny00さんがどのような分野の方なのかがわからないので簡単に説明しますと，ICP-MSとはプラズマ化したArガスで未知試料溶液をイオン化させ，このイオンを電磁場の中に投入する装置です．各々のイオンの質量に応じて運動軌道が変化することを利用し，元素濃度を分析します（質量分析）．

　ICP-MSでは，Arガスの他にHeなどのガスを混合させて流します．これをcollision/reaction gasと呼ぶみたいです．というのも，プラズマ化したArガス中では，Ar+イオンだけではなく，ArO+, ArAr+, ArC+, ArCl+などのイオンができてしまっているらしいです．
　エタノールについてはこの論文でははっきり書いていない（Seのイオン化を促進したり，いくつかの元素の測定においてはバックグラウンドの増加を引き起こすらしい）ですが，Arガスにエタノールを混ぜるとプラズマが安定するということは，Arプラズマ中に発生した何らかのイオンが，エタノールと反応して除去されているのかもしれませんね．

この回答へのお礼

ご回答頂き有難うございました。
また、論文を教えて頂き有難うございました。

collision/reactionガス中の水素がAr+などのイオンを低減できるということがわかりました。
エタノールをArプラズマに当てると水素が生成されプラズマが安定化すると考えています。
プラズマ安定化の理由のヒントになりそうです。
有難うございます。

お礼日時：2016/12/13 00:29