同軸噴流管による水素火炎を利用した高触媒活性サブミクロンTiO2微粒子の製造

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18760127
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 田之上 健一郎 山口大学, 大学院・理工学研究科, 講師 (70293892)
• Keywords: 微粒子生成 / 光触媒 / スペックル法

Research Abstract

1.TiO_2微粒子の緩和距離依存性
微粒子生成を検討する上で、温度、原料濃度の他に、緩和距離を知ることが重要である。数100℃程度に加熱された管状反応を用いてTiO_2微粒子を生成させ、各反応位置における粒子径を測定した。その結果、反応開始位置から生成される粒子径は大きくなり、ある距離(緩和距離)を超えると、粒子径はほとんど換わらなくなることが分かった。さらに、今回の実験範囲(7.5slm<Ototal(ガスの供給総量)<14.5slm,100℃<TW(管の加熱温度)<300℃,1mol/s<F_<TTIP>(TTIPモル流量)<8.2mol/s)では、ガスの供給総量、管の加熱温度によって緩和距離は大きく変化するものの、TTIPモル流量を変化させても緩和距離はあまり変化しなかった。また、粒子径分布の幾何標準偏差が、緩和距離付近で極大となる条件が存在した。これより、この緩和距離付近で、粒子の生成と凝集が同時に起こっていることが示された。
2.レーザースペックルパターンによる温度分布の推定
高温雰囲気として、加熱された管出口での噴流、蝋燭の燃焼流を選び、スペックルの変化を測定した。その結果、管壁温度が低い場合(100℃)は、管のリム部からの自然対流の影響が大きく、その上部空間におけるスペックルパターンの位置の変化が大きくなることが分かった。さらに、蝋燭の燃焼流の場合も、輝炎の輪郭に沿うように、スペックルパターンの位置は変化した。これらの位置の変化は、熱電対によって測定した温度分布に対応していることが分かった。