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メタンのプラズマ化学反応における活性種のその場質量分析とその反応制御

甲烷等离子体化学反应中活性物质的原位质谱分析及反应控制

基本信息

批准号：
08225211
负责人：
金村聖志
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

低質のエネルギーを用いて容易に水素に変換できるメタノールにメタンを変換することはエクセルギーの観点から重要であり、この変換が高い効率で行えれば、高効率エネルギー使用システムを構築できる。しかし、触媒を用いた化学反応では十分に高い効率を得ることができない状況にある。そこで、本研究ではプラズマ化学反応を用いたメタンのメタノールへの改質反応について検討した。プラズマ化学反応では、通常の化学反応では得られない活性種を容易に得ることができ、上記の改質反応を進めることができる可能性がある。しかし、逆に種々の活性種が生成することから、その反応の制御が問題となる。本研究では、メタン+水系のプラズマ化学反応の素過程を"その場"質量分析装置を用いて解析した。メタンおよび水の水素を重水素に置き換えたCD_4あるいはD_2Oを用いて質量分析を行い、マススペクトルのピークシフトから反応機構を検討した結果、メタンからのメタノールの生成過程においてCH_3ラジカルとOHラジカルが反応中間体であることを見出した。また、CH_3ラジカルやOHラジカルがさらに分解するような過程ではメタノールが生成しないことが分かった。これらの効果について、非経験的な分子軌道法を用いて反応過程のエネルギー状態を調べた結果、上記の中間体を経由する反応が反応がエネルギー的に見ても妥当であることが分かった。

Low quality, high efficiency, easy to change, easy to change, easy to change The catalyst is used in chemical reactions. The reaction rate is very high. In this study, we investigated the chemical reaction mechanism and the modified reaction mechanism. The chemical reaction is easy to obtain, and the modified reaction is possible. The problem of how to control the production of active species in the opposite direction In this study, the chemical reaction process of water system was analyzed by mass spectrometry. The quality analysis of water, heavy water, heavy CH_3 The molecular orbital method is used to adjust the reaction state of the reaction process, and the intermediate is used to adjust the reaction state of the reaction process.