2004 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物吸収剤による窒素酸化物及び硫黄酸化物の吸収除去・放出の基礎科学
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16360402
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
江口 浩一 京都大学, 工学研究科, 教授 (00168775)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊地 隆司 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40325486)
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| Keywords | NO吸収放出 / SO_2吸収放出 / Pt / TiO_2 / 塩基性酸化物 / SO_2耐性 / FT-IR / TPD / XRD |
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| Research Abstract |
窒素酸化物や硫黄酸化物を酸化処理することによって、塩基性固体にそれぞれ硝酸イオン、硫酸イオンとして吸着除去する固体吸収材料の開発を行った。一般に硫黄酸化物がより安定な塩を形成するため、硫黄酸化物が共存すると、窒素酸化物の吸蔵が阻害される。本年度は、Pt/TiO_2にアルカリ金属やアルカリ土類金属、希土類の酸化物を添加することにより、固体吸収剤の塩基性を制御し、また硫酸塩および硝酸塩の吸脱着特性におよぼす影響について検討した。
Pt/TiO_2はSO_2耐性があり、SO_2の吸脱着が容易であると報告があるが、単独ではNO吸収がほとんどおきない。そこで添加物としてLi, Na, K, Cs, Sr, Ba, Laの酸化物を添加し、NOおよびSO_2の吸脱着特性について調べた。これらの塩基性酸化物の添加により、NO吸収量は増大した。しかしSO_2が共存すると、Li, La添加試料以外ではNO吸収量は著しく低下した。NO吸収放出サイクル試験の結果、SO_2がない場合には、いずれの試料でも可逆的なNO吸収放出が確認できたが、SO_2が存在すると吸収放出試験を繰り返すにつれて、Li, La添加試料以外ではNO吸収量が減少した。これはSO_2が添加した塩基性酸化物と反応し安定な硫酸塩を形成し、NO吸収サイトが減少したためと考えられる。FT-IR測定の結果、Li, La添加試料以外では、SO_2吸収開始直後から安定な硫酸塩が形成されることが分かった。これに対しLi, La添加試料では、安定な硫酸塩を形成する速度が遅く、まずSO_2は表面吸着種として存在し、徐々にバルク中に硫酸塩が形成されることが分かった。このため、これらの添加試料では、SO_2共存によるNO吸収量の低下がほとんどないものと考えられる。しかし、La添加試料では硫酸塩生成速度が遅いものの、いったん硫酸塩が形成されると、非常に安定であることが水素中のTPD測定の結果明らかになった。一方、Li添加試料では、Liが酸化物としてではなく、安定なLiTiO_3として存在していることがXRD測定の結果確認され、このためSO_2吸収で形成された硫酸種の吸着が弱く、容易に硫酸種が脱離するものと考えられる。
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