衝撃波管によるすすの酸化過程の動力学的研究

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本研究では従来から気相反応の分野では精度の高い動力的研究にしばしば利用される衝撃波管装置を用い散燃焼過程中のすすの酸化に可能な限り近い条件の下ですすの酸化速度を精度良く測定し、すすの性状とその酸化速度の関係を解明することを目的としており、そのためにすす発生用の拡散燃焼バ-ナと衝撃波管を結合してバ-ナから排出される燃焼ガスにすすが浮遊したままの状態で衝撃波管に導入される。この方法は本研究の基礎となるアセチレンを燃料とした研究で開発されたものであり、本研究の最大の特徴であるが、これを工業上重要な飽和炭化水素燃料に適応するためには幾つかの問題がある。本重点領域研究は3年間にわたる研究として昨年度発足し、報告者は昨年度も同一課題で公募採拓されたので昨年度は実験手法の確立として飽和炭化水素を燃料とする場合の問題点の解結、とくに減圧下で安定な燃焼が可能なすす発生用バ-ナの開発を中心に研究を進めた。本年度はそのバ-ナを用いて燃焼過程中の様々な段階に対応するすすの性状を調べるために燃料流量および当量比の広い範囲にわたる燃焼条件の下で発生したすすを採取し、すすの発生量、発生したすすの原素分析および溶剤抽出、電子顕微鏡写真撮影を行うことによりバ-ナの燃焼条件とすすの性状の関係を多角的に検討するとともに設備備品費により購入したガスクロマトグラフによりすすが浮遊する燃焼ガスの分析を行なった。さらに、特定の条件に対応するすすについては酸化速度の測定を進めており、アセチレンを燃料とするすすの酸化速度と炭素粉末の酸化速度の中間の値を示す結果が得られている。これらの成果については統括班主催のシンポジウムで報告し、学会での発表は現在準備中である。