2015 Fiscal Year Annual Research Report
ハニカム型触媒内部で進行する排ガス浄化反応のその場反応解析手法の確立
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26550061
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
羽田 政明 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70344140)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 大気汚染防止・浄化 / 環境技術 / 触媒・化学プロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの検討により、ハニカム内部でのガス流れ方向のガス分析を定量的に行うための反応ガス導入部の基本的な構成を確立することができたが、ガス分析位置を手動で設定したことからデータの再現性に難があった。今年度はこれら問題点を改良し、高い精度でハニカム内部のガス分析を行うための手法確立を目指した。
(1) ガス分析位置の自動設定が可能で、再現性を確保するための原点復帰機能を有する自動ステージ（シグマ光機製）を採用した。自動ステージにガス導入のためのキャピラリおよびハニカム内部の反応温度を測定するための熱電対を固定するために、ステンレス管内部に配置する仕様を設計・試作した。反応管も固定するため、キャピラリと熱電対を通したステンレス管の上下の移動はo-リングを活用することで摺動性を確保した。
(2) ハニカム内部のガス流れ方向の反応特性の変化を詳細に解析するため、昨年度と比較してサイズアップした長さ2cmのハニカム（コージェライト製）にCeO2-ZrO2（Ce/Zr=7/3）粉末をコーティングした触媒を作製した。石英製反応管に作製したハニカム触媒を設置し、試作した反応ガス導入装置を用いてCO酸化反応におけるハニカム内部のガス分析を行った。反応温度を200～400℃まで50℃間隔で変化させ、ハニカム上端から2mm、5mm、10mm、15mm、20mmの位置におけるガス成分を連続的に分析した。CO転化率は反応温度に関係なく、ガス流れ方向に対して高くなる傾向が見られたが、その挙動は反応温度により異なることがわかった。低い温度域では連続的にCO転化率は高くなり、一方、高い温度域ではハニカムの中央付近で反応が完結することがわかった。
以上、本研究において設計・試作した装置の有効性を検証することができ、ハニカム内部で進行する排ガス浄化反応をその場観察するための手法を確立することができた。
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