石炭チャー燃焼におけるN_aO生成原因に関する分子軌道法的研究

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本研究では、NDDO 近似の半経験的分子軌道法パッケージであるMOPAC(Ver.7.0)を利用し、また一部の計算にはab initio計算が可能なGaussian92プログラムパッケージを利用した。チャー中に含まれる含窒素化合物は、主にピリジン型窒素とピロール型窒素であることをXPSを利用して確認し、その結果、含窒素化合物のモデルフラグメントとして、ピリジン型窒素としてイミン(CH_2=NH)およびピリジン(C_5H_5N)・ピロール型窒素としてピロール(C_4H_5N)を選び、反応ガス、NO(N=O)およびO_2(O=O)との反応性を検討した。この結果、以下のことが明らかになった。15EA02:(1)NO とピリジン中のN 原子あるいはC 原子との結合による活性化エネルギーは、20.99kcal/molおよび24.29kcal/molとなり、NOはピリジン中のN原子と結合しやすいこと。一方、O_2(Triplet)とピリジン中のN 原子あるいはC 原子との結合による活性化エネルギーは55.77kcal/molおよび35.47kcal/molとなり、O_2はピリジン中のC原子と結合しやすいという結果が得られた。また、ピリジン中のフラグメントの一つであるイミン(CH_2=NH)についても同様の傾向が得られた。15EA03:(2)XPS測定の標準化を行った。XPSの結果から、原炭および900℃Charに対してピリジン結合型窒素の割合が増加する傾向が認められた。また、流動層燃焼実験からN_2O転換率は熱分解温度とともに減少する傾向にあることが明らかになった。