ベンゼンなど芳香族炭化水素の燃焼機構に関する研究

芳香族炭化水素の中で最も単純で代表的な炭化水素であるベンゼンの燃焼機構において、ベンゼン環の酸化によるCO、CO_2生成機構、反応速度を決定することを主な目的とし、衝撃波管を用いてベンゼンの蒸気と酸素または、N_2Oの混合試料を加熱反応させ、(1)検出感度の高い原子共鳴吸収法により酸素原子、(2)赤外発光測定により、ベンゼン、フェニルラジカル、CO、CO_2の濃度変化を測定し、(2)<マルチチャンネル分光システム>___ーを分光器に取り付け、紫外可視の発光スペクトルを測定し、反応中間励起種についての検討を行い、(4)これらの実験結果と反応シミュレ-ションとの比較により解析を行った。さらに、酸化反応に及ぼす水素添加の効果についても検討した。今回の実験の特徴は、反応物濃度が今までの測定条件よりかなり低く、素反応解析に有利であること、2波長赤外発光の同時測定よりデ-タ精度の向上見られたことである。ベンゼンーN_2O系は、N_2Oの速い解離による多量の酸素原子の存在下での反応である。主な傾向としては、CO_2の生成速度が、特に1500Kより低温側で、今日まで提案されている反応機講によるシミュレ-ションの結果より速く、問題であった。一方、ベンゼンー酸素系に水素を添加した系は、酸素ー水素反応が速く進行するため、原子、ラジカル濃度が多い状態での高温反応である。この場合、酸素原子濃度が、やはり1500Kより低温側で、反応のシミュレ-ションの結果より多量に存在し、説明が因難であった。これらの結果は、酸素原子の消費によるCO_2生成の新たな反応の存在の可能性を意味している現在までに提案されている反応機構ではフェニルラジカルの酸化分解過程は酸素分子のみの反応しか考慮されていない。現在、酸素原子またはOHラジカルによるフェニルラジカルの酸化開環過程を考慮した反応機構を検討中である。

芳香族炭化水素の中で最も単純で代表的な炭化水素であるベンゼンの燃焼機構において、ベンゼン環の酸化によるCO、CO_2生成機構、反応速度を決定することを主な目的とし、衝撃波管を用いてベンゼンの蒸気と酸素または、N_2Oの混合試料を加熱反応させ、(1)検出感度の高い原子共鳴吸収法により酸素原子、(2)赤外発光測定により、ベンゼン、フェニルラジカル、CO、CO_2の濃度変化を測定し、(2)<マルチチャンネル分光システム>___ーを分光器に取り付け、紫外可視の発光スペクトルを測定し、反応中間励起種についての検討を行い、(4)これらの実験結果と反応シミュレ-ションとの比較により解析を行った。さらに、酸化反応に及ぼす水素添加の効果についても検討した。今回の実験の特徴は、反応物濃度が今までの測定条件よりかなり低く、素反応解析に有利であること、2波長赤外発光の同時測定よりデ-タ精度の向上見られたことである。ベンゼンーN_2O系は、N_2Oの速い解離による多量の酸素原子の存在下での反応である。主な傾向としては、CO_2の生成速度が、特に1500Kより低温側で、今日まで提案されている反応機講によるシミュレ-ションの結果より速く、問題であった。一方、ベンゼンー酸素系に水素を添加した系は、酸素ー水素反応が速く進行するため、原子、ラジカル濃度が多い状態での高温反応である。この場合、酸素原子濃度が、やはり1500Kより低温側で、反応のシミュレ-ションの結果より多量に存在し、説明が因難であった。これらの結果は、酸素原子の消費によるCO_2生成の新たな反応の存在の可能性を意味している現在までに提案されている反応機構ではフェニルラジカルの酸化分解過程は酸素分子のみの反応しか考慮されていない。現在、酸素原子またはOHラジカルによるフェニルラジカルの酸化開環過程を考慮した反応機構を検討中である。