| Project/Area Number |
20K05433
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokushima |
|---|
Principal Investigator |
YOSHIDA Ken 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (80549171)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野口 直樹 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (50621760)
村井 啓一郎 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (60335784)
平野 朋広 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (80314839)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
|
|---|
| Keywords | 皮膜形成物質 / 水-蒸気サイクル / 核磁気共鳴 / 赤外分光 / 亜臨界水 / 超臨界水 / 皮膜形成アミン / NMR分光法 / 赤外分光法 / X線光電子分光法 / 原子間力顕微鏡 / 腐食防止 / 核磁気共鳴分光法 / X線構造解析 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
電力の安定供給は、現代社会に最重要の基盤インフラである。発電プラントの不測の停止回避には、蒸気・復水系の配管内壁の腐食劣化の機構の解明と抑制手段の開発は不可欠である。近年、金属表面に疎水性膜を形成するとされているアルキルアミン類が新しい防食添加剤として世界的に注目され始めたが、その作用機構は未知である。本研究では、多核NMRとXPS・顕微反射IRを駆使した高温高圧水熱反応解析と固体表面解析を融合し、アミン類の反応・吸着・会合体形成の速度論と平衡論の定量的評価を行う。膜形成剤の有力候補の物質群の水熱流体/金属界面での挙動を官能基毎に系統的に調べ、新規の金属防食化合物の設計・探索指針を構築する。
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, the film formation mechanisms of oleylpropanediamine (OLDA) on copper surfaces in high-temperature and high-pressure water and the reaction of its model substances were elucidated using a multifaceted approach, including NMR and surface analysis. It was found that OLDA selectively adsorbs on copper surfaces in high-temperature water at 150 ℃, forming a multilayered, hydrophobic protective film containing a large amount of copper ions through the formation of copper complexes via amino groups. Furthermore, reaction analysis of model compounds, such as ethylamine and octylamine, revealed that while hydrolysis of amines and isomerization of products gradually proceed in high-temperature water, degradation is suppressed under the high pH conditions where FFA is applied. This research has greatly advanced the molecular-level understanding of the corrosion protection mechanism of FFA.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、火力発電プラントの水-蒸気サイクル配管の腐食防食技術の高度化に貢献する。新規防食剤として注目される皮膜形成アミン(FFA)について、その作用機構を分子レベルで解明し、防食効果の発現メカニズムと最適な使用条件の指針を与えた点に大きな学術的意義がある。従来の実機試験に偏重した研究とは一線を画す、物理化学に立脚した多角的アプローチにより、FFAによる防食機構の全容解明とメカニズムに基づく分子設計指針の構築を実現した。本研究の成果は、FFAの実用化を通じて、従来のヒドラジンに代わる安全性と環境調和性の高い防食技術の確立に直結することから、産業界に対しても高い社会的インパクトを有する。
|
