石炭チャー燃焼におけるN_aO生成原因に関する分子軌道法的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650888
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 二宮 善彦 中部大学, 工学部, 助教授 (10164633)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 纐纈 銃吾 中部大学, 工学部, 教授 (40065280)
• Keywords: 石炭燃焼 / 分子軌道法 / チャー / 4p^- / 窒素酸化物 / 大気汚染 / XPS

Research Abstract

本研究では、NDDO 近似の半経験的分子軌道法パッケージであるMOPAC(Ver.7.0)を利用し、また一部の計算にはab initio計算が可能なGaussian92プログラムパッケージを利用した。チャー中に含まれる含窒素化合物は、主にピリジン型窒素とピロール型窒素であることをXPSを利用して確認し、その結果、含窒素化合物のモデルフラグメントとして、ピリジン型窒素としてイミン(CH_2=NH)およびピリジン(C_5H_5N)・ピロール型窒素としてピロール(C_4H_5N)を選び、反応ガス、NO(N=O)およびO_2(O=O)との反応性を検討した。この結果、以下のことが明らかになった。15EA02:(1)NO とピリジン中のN 原子あるいはC 原子との結合による活性化エネルギーは、20.99kcal/molおよび24.29kcal/molとなり、NOはピリジン中のN原子と結合しやすいこと。一方、O_2(Triplet)とピリジン中のN 原子あるいはC 原子との結合による活性化エネルギーは55.77kcal/molおよび35.47kcal/molとなり、O_2はピリジン中のC原子と結合しやすいという結果が得られた。また、ピリジン中のフラグメントの一つであるイミン(CH_2=NH)についても同様の傾向が得られた。15EA03:(2)XPS測定の標準化を行った。XPSの結果から、原炭および900℃Charに対してピリジン結合型窒素の割合が増加する傾向が認められた。また、流動層燃焼実験からN_2O転換率は熱分解温度とともに減少する傾向にあることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Y Ninriyu,H. Kuto and J. Koketsu: "Molecular Orbital Study on Intelactions between. Nitrogen Functional Grays and O_2, NO Moleclues" Coul onl5 cience Techerby 24. 1. 747-750 (1995)
• [Publications] 二宮,纐纈: "石炭チャー燃焼からのN_2O生成原因に関する分子軌道法的研究" 日本エネルギー学会誌. 74. 359-364 (1995)
• [Publications] 纐纈,二宮: "イミノプニクトランのチオカルボニル化合物とのaza-wittig反応の分子軌道法による反応経路の解明" 日本科学会第70春期年会.