大気圧グロー放電プラズマ=触媒反応器の開発

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大気圧下における化学反応において、交流グロー放電プラズマ励起による反応性の増大と触媒作用による選択性の向上を意図し、二種類の反応器を考案作成し検討した結果、通常の熱-触媒反応を凌駕する明らかな相乗効果が認められた。高圧下では極端に寿命の短いプラズマ励起種の短所を、プラズマ領域を拡大することによって補うために、電極間に誘電体を介在させた沿面放電式反応器と、電極の一方を高速回転させた環状放電式反応器とを試作した。さらに、電極表面をPd,Pt,Ph,Ni,Cu等の触媒活性金属や、Pt-SiO_2,Pd-Al_2O_3,Rh-TiO_2等の金属酸化物でコーテイングし、大気圧グロー放電プラズマ=触媒反応器を完成した。これらの反応器を用い、通常の触媒反応では困難な、H_2O,CO_2,NO、フロン等の直接分解を検討したところ優れた結果がえられたので、これらに関して4報の論文を執筆中である。また、酸素不在下でのCH_4の二量化、ハロゲン含有無定形ケイ素の合成、一酸化炭素の酸化反応、塩化メチルの酸化分解等においても通常のプロセスと異なるプラズマ=触媒反応の特性が認められたので、現在4報の論文を投稿中である。以上のように、本年度は、プラズマ=触媒反応器の作成とその性能の定性的な把握に始終した。来年度は、H_2OとCO_2の反応に焦点を絞り、発光スペクトルやEXAFSスペクトルを測定し、プラズマ=触媒反応機構の解明を試みたい。