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高温燃焼用触媒材料に関する研究

高温燃烧催化剂材料的研究

基本信息

批准号：
63307007
负责人：
荒井弘通
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Co-operative Research (B)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は触媒燃焼による超高効率、無公害燃焼法を確立するため、触媒化学、燃焼工学、熱化学、材料化学などの広領域にわたる研究者によって、緊密なる情報交換と討論を重ねるとともに強力な研究体制を築くことを目的として行った。特に触媒燃焼法の実現化に向けて解決すべき重要課題である耐熱性触媒の開発、触媒表面や気相の燃焼機構の解明について格段の進歩が達せられた。高温燃焼触媒は1000℃以上の超高温下での使用に耐える耐熱性が要求されるため、材料の設計および調製法が重要となる。ヘキアルミネートやペロブスカイトなどの新しい酸化物燃焼触媒を開発し、耐熱性の評価や形態、触媒構造の検討を行なった。また貴金属触媒について担体の選択により熱安定性の改善を試みた結果、高性能な耐熱性触媒が得られるに至った。触媒活性成分以外にも担体の熱的および機械的性質に着目し、高耐熱衝撃性担体を設計する上で重要な因子を明らかにした。触媒燃焼の効率を高める上で重要な知見となる反応機構については実験、理論の両側面から詳細な検討を行なった。燃焼活性は触媒の酸化還元挙動に基づく電子的作用と形態的な効果があり、各々の効果を高めるべく表面とバルクの制御を行う必要性がある。高温燃焼法に強い影響を及ぼす境膜拡散過程や気相反応については実験結果とコンピュータ解析によりその寄与度を見積ることが可能となった。さらに触媒燃焼の始動特性を評価し、安定かつ高効率の燃焼維持に必要なパラメータや特異な燃焼挙動の解析を行なった。これら触媒燃焼の制御に関する知見は高温において排出される窒素酸化物の制御においても極めて有益である。以上のような触媒燃焼の材料や反応機構に関する研究結果は燃焼触媒材料の開発に極めて重要な知見である。また、本研究で確立された研究体制は学際的性格の強い触媒燃焼の研究を推進する上で極めて有益であり、今後の研究の進展に大きく寄与すると期待される。

This study aims to establish a catalyst combustion system with high efficiency and pollution-free combustion methods. The development of heat resistant catalyst, the progress of catalyst surface and combustion mechanism, and the progress in solving the important problems of catalyst combustion method have been achieved. High temperature combustion catalysts are required for use at temperatures above 1000 ° C. Heat resistance and material design are important. The development, evaluation of heat resistance, morphology and catalyst structure of the new acid combustion catalyst were discussed. The selection of noble metal catalyst supports, the improvement of thermal stability, and the achievement of high performance and heat resistance catalysts The thermal and mechanical properties of the support other than the active component of the catalyst are important factors in the design of the support with high thermal shock resistance The efficiency of catalyst combustion is high and important, and the mechanism of reaction is very important. The combustion activity of the catalyst is the function of the acidifying radical electron and the necessity of the control of the morphology. High temperature combustion method has a strong influence on the process of environmental film dispersion, and the results are analyzed. In addition, it is necessary to evaluate the initial characteristics of catalyst combustion, stabilize the combustion and maintain the combustion efficiency, and analyze the specific combustion behavior. The catalyst combustion control system is known to be extremely beneficial for high temperature exhaust. The above research results are very important for the development of combustion catalyst materials. This study establishes a research framework for the advancement of catalytic combustion research in the academic field, which is expected to be highly beneficial and promising in the future.