| 研究概要 |
活性コークスなどのような炭素質多孔体にマイクロ波を照射した場合,内部の細孔構造は複雑な形状を有しておりかつ導電性のため,微細孔空間や粒子間隙にプラズマが容易に生じる.このときプラズマ誘起ラジカル注入に伴う反応の非平衡化が生じ,細孔内での気相反応,気相と細孔表面間の不均相反応,触媒反応活性などが著しく向上し,反応率の増大が得られると考えられる.本研究では,このような機能に着目して,炭素質多孔体充填層にマイクロ波を照射しつつ,反応ガスを流通させて以下のような反応試験を実施し,反応活性の増大効果を反応動力学的に確認する.1)プラズマ発光の分光学的計測からのプラズマ発生挙動,2)NOxの炭素による還元反応,3)芳香族またはパラフィン系炭化水素の分解反応,4)不飽和炭化水素や気体燃料の水蒸気改質反応.また,これらの機能性を利用して,燃焼ガス中のNOx還元処理,バイオマスや石炭ガス化生成ガス中に含まれるタール成分の分解処理,炭化水素系気体燃料の水蒸気改質などの環境・エネルギー関連プロセスヘ応用した場合の展望について検討する.本年度は,上記項目1〜3)について試験を実施し,次のような成果が得られた.1)充填剤に石炭活性コークスペレットを用い,アルゴンガスを流通させた場合には,100W程度のマイクロ波出力で充填層下流側にも常圧プラズマが生成することを実証するとともに,発光スペクトルの分光計測に成功した.2)窒素ガス流通下では充填層下流側へのマイクロ波プラズマ生成は確認されないものの,NOの還元効果が確認できた.3)アルゴンガスのマイクロ波プラズマ中に模擬タール成分としてベンゼンと二酸化炭素を導入した場合には,ベンゼンの分解が観察された.
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