電場印加による吸着制御を利用した触媒反応の活性化

通过施加电场吸附控制激活催化反应

基本信息

批准号：
17656070
负责人：
丸田薫
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656070/
关键词：
触媒電場吸着

项目摘要

本研究では,触媒への電場印加によって,低温域での触媒反応の阻害因子である酸素分子の吸着を防ぎ,より低温域から触媒を活性化する新しい技術を確立することを目標に研究を進めた。酸素分子の吸着が,低温域における触媒反応活性化の阻害因子であるという研究結果と,ガス漏れセンサの原理を逆にした「電場印加」という手法の組み合わせにより,触媒反応の制御を目指した。製作した初期の実験装置によって,電場印加によって触媒反応の活性が変化すること,さらに印可電圧の極性を逆転させることで活性が促進,あるいは抑制される効果が確認できたが,極性の変化に対する触媒温度の上昇傾向が,新しい触媒を使用した場合には一定の傾向を示すものの,複数回実験を繰り返す内に特性が大きく変化したり,極性の促進・抑制の傾向が逆転する場合があることが明らかとなった。こうした結果について検討するため,反応器主要部の構造について,温度の安定などの見地から,反応管内に二枚の白金を電極として設ける形式に変更を行い,上記の再現性と反応促進・抑制傾向の不一致の原因を調べた。赤外線計測による表面状態の把握と,反応管出口の気体濃度計測の二つの方法で触媒反応の進行度合いの把握を図るべ実験を進めた。赤外線計測では計測そのものに電場の影響を排除しきれない懸念が残り,気体濃度計測を優先的に実施した。結果的には,高温による触媒保持部の変形が温度不安定の原因であったことが判明し,反応管内部の触媒保持方法に改良を加えた結果,ライトオフ寸前の触媒温度域で電場印可することで,電場強度に対してほぼ比例的に反応進行度が増大するという信頼できるデータが得られた。

在这项研究中，进行了研究的目的是建立一种新技术，以防止氧分子吸附，该技术是通过将电场应用于催化剂并激活较低温度的催化剂，这是低温下催化反应的抑制剂。研究结果表明，氧分子的吸附是低温区域中催化反应激活的抑制剂，也是“电场应用”的方法，它逆转了旨在控制催化反应的气体泄漏传感器原理。制造中产生的早期实验设备表明，由于电场的应用而导致催化反应的活性变化，并且所施加的电压的极性进一步增加或抑制，但是揭示，尽管催化温度在催化温度上升的趋势升高而在极性变化方面变化时会显示出一定的趋势，但在使用新的催化剂可能会变化，但在使用催化剂的特性可能会变化，但在催化剂上的变化可能会变化，但且特征的变化可能会变化。抑制极性可能会逆转。为了研究这些结果，从温度稳定性的角度来看，主反应堆部分的结构更改为一种方法，其中将两块铂作为电极作为反应管中的电极，并研究了可重复性与促进和抑制反应的趋势之间上述不一致的原因。我们进行了一个实验，使用两种方法：红外测量和在反应管出口处的气体浓度测量值了解催化反应进展程度。人们一直担心红外测量不能完全消除电场对测量本身的影响，并且优先考虑气体浓度测量值。结果，发现由于高温而导致的催化剂固定器的变形是温度不稳定性的原因，并且由于对反应管内的催化剂持有者的改善，获得了可靠的数据，即在催化剂温度范围内应用电场，该催化剂温度范围即将是光线，这将是光线的，从而增加了与电场强度成比例地进展的反应。