| 研究概要 |
反応により発生するガスの温度が1500〜2000℃、というような高温反応においてのガス種の その場(in-situ)測定を行うために赤外線を透過するKRS-5多結晶質ファイバ(IRファイバ)と水冷ブローブを組合せ、センサを開発することに成功した。これを用いて高温の実験炉においてCO,【CO_2】,【H_2】Oの定量分析をFTIRによって行った。
一酸化炭素(CO),二酸化炭素(【CO_2】),水蒸気(【H_2】O)について赤外線吸収スペクトルを測定し、濃度と吸収の強度から検量線を作成することができた。測定条件は、温度1550℃,CO,【CO_2】分圧0〜1.0atm(0〜100%),【H_2】O分圧0〜0.1atm(0〜10%),セル長30〜510mmで行った。その結果、2140【cm^(-1)】付近にCOの伸縮振動,2400〜2150【cm^(-1)】に【CO_2】の逆対称伸縮振動(υ3),1900〜1300【cm^(-1)】に【H_2】Oの全対称伸縮振動(υ2)による吸収が見られた。それぞれの吸収帯の面積を計算し、面積吸光度とした。CO,【CO_2】,【H_2】Oともに濃度と面積吸光度の間に良好な関係を得た。また本装置の測定感度について調べた結果、セル長200mmにおいて100ppmCOの検出が可能であることがわかった。
次に 二酸化珪素(【SiO_2】)を炭素(C)で還元することにより発生したガスの赤外線吸収スペクトルの測定を行った。温度およびセル長は検量線作成時と同様の条件で行い、Arガスを5ml/min流した。2140【cm^(-1)】付近にCOガスの吸収が見られた。検量線から調べた結果、CO分圧が約0.4atmであることがわかった。
IRファイバとFTIRを用いて、赤外域に吸収を持つCO,【CO_2】,【H_2】Oが反応によって発生しているその場でリアルタイムに定量化することが可能となった。
現在SiOガスについて確かな情報は得られていないが、今後、SiOガスについてスペクトルの測定を試みる予定である。
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