2006 Fiscal Year Annual Research Report
放射線誘起触媒の探索とその非均質系における反応機構の解明
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17360461
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
山田 禮司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, グループリーダー (90370486)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永石 隆二 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究副主幹 (00354895)
北辻 章浩 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究副主幹 (30354898)
籏野 嘉彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, センター長 (90016121)
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| Keywords | 放射線誘起反応 / 放射線触媒還元反応 / 非均質系 / 酸化物 / 6価クロム / 還元反応 / 水素生成 / 放射線分解 |
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| Research Abstract |
熱及び酸などに安定なAl_2O_3、SiO_2、ZrO_2等の酸化物のファイバーに注目し、粉体との違いが触媒反応にどのような影響を与えるかを調べた。その結果、酸化物ファイバーの場合、酸化物粉体と異なり、酸化物粉体の1/10程度の重量をもつファイバーを硫酸水溶液に混ぜた非均質系において、水素発生率は酸化物粉体混合硫酸水溶液と同程度の値を示し、非常に水素発生効率が良かった。その理由としては、ファイバーが水溶液全体に分散しているためと考えられる。逆にファイバー重量が過剰になると水素発生率は減少した。このことは、ファイバー表面と水溶液と濡れ性が十分に維持できる状態でファイバーが水溶液全体に分散した場合には、放射線触媒反応が効率的に促進することを示唆している。
Al_2O_3においては、結晶構造並びに比表面積が大きく異なるα、θ、γアルミナとアルミナ水和物について、その放射線触媒反応を調べた。その結果、結晶構造が異なるα、θ、γアルミナについては、比表面積が最も小さいαアルミナ粉末添加の硫酸水溶液が最も大きな水素発生率を示した。一方、アルミナ水和物の一つであるベーマイト(AlOOH)の比表面積が異なる試料の結果では、比表面積が大きな試料程大きな水素発生率を示した。これらの結果は、比表面積のみならず結晶構造も放射線触媒反応に寄与していることを示唆している。
水溶液系でのCo-60γ線照射による水素生成において、メチルアルコールを1vol%添加した場合のアルコール添加効果を調べた。その結果、純水、硫酸水溶液、酸化物混合した純水、酸化物混合した硫酸水溶液の何れの系においても、アルコール添加により水素発生率は増加した。特に硫酸水溶液でのアルコール添加効果は大きく、酸化物混合の硫酸水溶液で最大となった。
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