| 研究課題/領域番号 |
07555198
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
江口 浩一 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00168775)
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| 研究分担者 |
村上 信明 三菱重工業, 長崎研究所, 次長
関澤 好史 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (20253536)
大瀧 倫卓 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (50223847)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1997年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1995年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
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| キーワード | 窒素酸化物 / 固体吸収剤 / 選択還元 / 酸化マンガン / ジルコニア / 可逆的吸収脱離 / 脱硝触媒 / 複合酸化物 / NO酸化触媒 / MnOx-ZrO_2 / NOx接触還元 / CO選択酸化反応 / 複合酸化物触媒 / NO吸収-放出 / 金属酸化物 / 吸収 / NOx |
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| 研究概要 |
本研究では、排ガス中のNOxを分離濃縮し共存ガスの影響のない状態で触媒反応を行うための固体吸収剤に着目し、複合酸化物系および金属担持酸化物系について高速かつ可逆的に窒素酸化物を吸収できる材料を探索するとともに、NOxの吸収-放出拳動について動的解析を含めて詳細に検討し、吸収剤の構成成分の要素解析を行うとともにNOx吸収機構を明らかにした。
複合酸化物系で最も優れたNOx吸収能を示したのはMn-Zr系複合酸化物で、O_2非共存下でもNO吸収除去反応はある程度進行したが、反応はO_2存在下で著しく促進された。高濃度の共存O_2を含む排ガスからのNOx除去に極めて有利である。共存するCO_2やH_2Oにはほとんど影響を受けないため、75ppmという非常に希薄な濃度でもNOの効果的な吸収除去が可能である。Mn-Zr系複合酸化物のNO吸収機構は、NO酸化能の高いMnサイトにおいてNOからNO_2が形成され、これをZrO_2が硝酸塩として固体中に取り込むと結論した。NOを吸収した後の複合酸化物は昇温または還元脱離により吸収脱離を再現性よく反復でき、脱離時にC_3H_8やC_2H_5OHなどの還元剤を共存させると脱離NOxの数十%がN_2にまで還元された。
次に、優れた酸化触媒能を持つPtと、NOx種の吸収能を持つZrO_2の両成分を組み合わせて高表面積担体に担持したPt-ZrO_2-Al_2O_3を検討した。この吸収剤もNOxの吸収-放出サイクルに反復使用でき、還元性雰囲気で放出を行うと放出ガスのうちN_2が7割以上を占め、吸収したNOxの相当部分を還元して放出できることが分かった。また、この系ではSO_2はNO吸収に影響を与えないことが分かった。
以上、本研究で検討した金属酸化物系吸収剤は、希薄なNOxを高濃度のO_2、CO_2、H_2Oの共存下でも300℃程度の低温で高速かつ選択的に100%除去することができ、昇温または雰囲気変化により固体内に濃縮されたNOxを可逆的に放出できることを明らかにした。
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