電気伝導性プレート状触媒による反応場への電気的刺激の効果

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1.実験方法 触媒燃焼活性が高く,電気伝導性を有し、プレ-ト状触媒担体に塗布できる融媒材料として、酸化ルテニウム抵抗ペ-スト(昭栄化学工業製、R9110N)を用い、活性を向上させる添加剤に有機白金塩を使用した。調製したペ-ストを長さ14mm厚さ0.5mmの正方形の石英板上に一様に塗布し、空気中で500℃で焼成を行った。焼成後、触媒を塗布した石英板を反応プロ-ブに固定した。触媒表面の温度は非接触の放射温度計を用いて測定した。石英板上の両端に電極を固定し,直流電流を0.1Aから0.5Aの範囲(0.4W〜6W相当)で流した。そのプロ-ブを反応器内に設置し、反応器温度を200℃から400℃の範囲の所定の温度に設定し、600ppmの濃度に空気で希釈したアセトンを線流速7.9x10^<ー3>〜5.3x10^<ー2>[m/s]で反応面に垂直に流し微分反応管とした。2.結果と考察(1)ヒ-タ応答特性 200℃に設定した反応器内に常温の反応ガスを導入して反応させた場合の通電量と触媒表面温度の関係の経時変化から通電とともに触媒温度が上昇しスタ-トアップ時の急速昇温や、反応時の反応温度の制御に電気エネルギ-が有効であることを示した。(2)通電量と反応速度 白金を入れずに500℃で2時間焼成した触媒皮膜について燃焼反応の結果、触媒面の温度と触媒体単位表面積当りの反応速度との関係から、同じ触媒表面温度でも通電している場合のほうが反応速度が高い値を示した。さらに白金を混入した触媒を用いて、焼成温度の異なる基板の反応の活性化エネルギ-と通電量との関係を調べた。500℃で焼成した基板は、印加電流の増加とともに活性化エネルギ-が低下する現象が見られた。今年度の結果から、触媒燃焼における通電の効果が認められ、新しい反応制御の方法の手がかりを得ることができた。来年度はより詳しく現象の確認を行う計画である。