| 研究課題/領域番号 |
15K00587
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
中釜 達朗 日本大学, 生産工学部, 教授 (50244421)
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| 研究期間 (年度) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| キーワード | マイクロリアクター / 熱分解 / ガスクロマトグラフィー / 含酸素化合物 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，含酸素化合物を分解して同一の化学種に変換するオンラインマイクロリアクターを新たに開発し，酸素検出用AEDデバイスと組み合わせた測定システムを構築してバイオ燃料の含酸素率および構成成分の迅速な測定に応用することを目的としている。
当該年度は，まず，平成27年度に試作したリアクターにより，燃料中の代表的な含酸素化合物であるエチルtert-ブチルエーテル（ETBE）の分解特性を検討した。マイクロリアクターは白金管(内径0.6mm，長さ200 mm)と円筒型カートリッジヒーターにより構成している。リアクターは市販のガスクロマトグラフ内に設置し，不活性キャピラリーチューブを介して試料気化室と接続した。リアクター下流にはキャピラリーカラムおよび水素炎イオン化検出器（FID）を接続した。検討の結果，リアクターの作動によりメタノールやメチルtert-ブチルエーテル（MTBE）と同様にETBEのFID信号が消失したことから，リアクターによりETBEが分解していることを示唆した。
続いて，試作したマイクロリアクターを酸素検出用AEDデバイスと組み合わせた測定システムを構築して検出特性を検討した。その結果，二酸化炭素の分子発光と推測される354.0nmを検出波長とすることにより，メタノール，MTBEおよびETBEを同一の感度で測定することに成功した。酸素検出用AEDデバイス単独ではメタノールとMTBE，ETBE間で発光強度に差異が見られたため，加熱分解型マイクロリアクターは酸素に対する感度を同一にする機能を有することがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成27年度は研究に進行がやや遅れていたが，平成28年度に当初の計画であったマイクロリアクターとAEDデバイスを用いた新規測定システムの構築まで終了している。したがって，調書の計画通り研究が進行していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究で，加熱分解型マイクロリアクターにより測定対象化合物の分解が可能であることを明らかにした。一方で，このリアクターが接触分解型であるため，リアクターである白金表面との吸着により試料ピークが広がり，AEDの再現性および感度低下が懸念されている。そこで，ヘリウムマイクロプラズマを分解源とした非接触型オンラインマイクロリアクターの試作を予定している。予備実験により，内径0.8mmの石英管内にバリヤ放電による線状プラズマの生成に成功している。新規リアクターではキャリヤーガス内で分解を進行させるために試料ピークの広がりが抑制されると期待される。新規リアクターの分解特性を検討した後，酸素検出用AEDデバイスと接続してバイオガソリンやバイオディーゼル燃料などの含酸素率および成分測定を行う予定である。
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