| 研究課題/領域番号 |
07555251
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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 | 試験 |
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| 研究分野 |
触媒・化学プロセス
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
若林 勝彦 九州大学, 工学部, 教授 (20220832)
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| 研究分担者 |
田代 静香 九州大学, 工学部, 教務員 (90260710)
岸田 昌浩 九州大学, 工学部, 助手 (60243903)
長田 秀夫 九州大学, 工学部, 助手 (70221463)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | 接触燃焼分解 / CFC-12 / CFC-115 / 固体酸量 / Pt |
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| 研究概要 |
当研究室ではフロンを炭化水素とともに触媒を用いて燃焼分解する方法(接触燃焼分解法)を実用化するための基礎研究を行っており、本年度では以下に示すような結果を得た。
はじめに、WO_3/Al_2O_3-ZrO_2触媒の組成比およびWO_3担持量とCFC-115転化率の関係を調べたところ、Al_2O_3-ZrO_2担体のアルミナージルコニア比0.5〜4およびWO_3担持率0.2mmol/g以上ではCFC-115転化率は一定であった。また、CFC-12,-114,-115を対象に接触燃焼分解を行い、ヅロンが100%転化する温度を調べたところ、いずれのフロンもγ-Al_2O_3に比べて50〜100ﾟC程低温側へシフトし、WO_3/Al_2O_3-ZrO_2触媒はフロン全般において優れた触媒活性を示すことが明らかになった。
つぎに、接触燃焼分解の反応温度の更なる低温下として、WO_3/Al_2O_3-ZrO_2触媒への金属担持効果を調べた結果、Ptが最も優れた添加効果を示した。このPt/WO_3/Al_2O_3-ZrO_2触媒を用いてCFC-12の直接酸化分解を行い、Pt添加による触媒の耐フッ素性の向上について調べたところ、反応温度350ﾟCでも活性劣化が認められず、Ptの添加は触媒の耐フッ素性向上に非常に有効であることが明らかになった。
接触燃焼分解法の実用化を鑑み、供給ガスの最適流量比を決定するために、供給ガス中のブタン供給量を変化させてCFC-12接触燃焼分解反応を行い、その反応特性を調べた。その結果、供給ガス中のCFC-12に対するブタンのモル比C_4H_<10>/CFC-12=0.03〜1では約40%のCFC-12転化率を示し、C_4H_<10>/CFC-12=1以上ではブタン供給量の増加に伴い、CFC-12転化率は低下した。以上の実験結果より、本研究における適当なブタン供給量はフロン供給量の0.5〜1倍程度が適当であるとの結論が得られた。
最後に、WO_3/Al_2O_3-ZrO_2触媒のキャラクタリゼーションとして同触媒の酸特性に着目し、Al_2O_3-ZrO_2担体の酸量と触媒活性の相関性について検討を行った。各種Zr含有率のAl_2O_3-ZrO_2担体を調製し、それぞれの固体酸量を測定したところ、固体酸量はZr含有率の増加に伴い、単調に減少した。次にこれらの担体を用いたCFC-12の直接酸化分解反応特性を調べたところ、Zr含有率0.2付近で極大になった。この反応結果は先の固体酸量の測定結果と符号しないことから、WO_3/Al_2O_3-ZrO_2触媒の活性は固体酸性によらず、酸の質及び酸強度に影響されるものと推察される。
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