外部磁場による摩擦触媒の活性化に関する研究

外磁场活化摩擦催化剂的研究

• 批准号: 05750139
• 负责人: 平塚 健一
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750139/
• 关键词: 摩擦触媒; 摩擦; 不定比化合物; 二酸化炭素; メタン; 外部磁場; S45C鋼; 還元反応

空気中,鉄同士の摩擦によって生じる鉄酸化物は一般に不定比化合物となることが多い.そしてそのような鉄酸化物は二酸化炭素をメタンに変える触媒として働く.これまでの研究から摩擦中に磁場を印加すると鉄不定比酸化物の生成が促進されることがわかっている.そこで本研究では外部磁場を印加し,表面に活性な物質を生成することによって鉄の摩擦触媒能が増大することを確認することを目的とした.摩擦触媒実験装置に組み込まれているピン・オン・ディスク型摩擦試験機のピン試片としてAgとS45C鋼を,ディスク試片としてS45C鋼を用意する.磁場は中心穴が空いている平板希土類磁石をディスクに張り付けて印加した.10^<-4>Pa程度の二酸化炭素を導入した後摩擦を開始し,質量分析計で装置内の気体の種類と量の摩擦による変化を観察した.S45C鋼同士の摩擦は二酸化炭素からメタンを作る反応において摩擦触媒活性を有した.また,1)磁場なしシビア摩耗,2)磁場ありシビア摩耗,3)磁場ありマイルド磨耗における,メタンをあらわすCH3^+イオン電流値を比較すると,磁場中でのマイルド摩耗はシビア摩耗に較べて高い活性を持つこと,一方シビヤ磨耗においては磁場の効果はないことが確認された.メタンの炭素は二酸化炭素からもたらされると考え,各摩擦速度における二酸化炭素の圧力減少量とメタンの圧力増加量の相関をとると,磁場の有無,磨耗形態の違いにかかわらず,各種状態における圧力変動量は同じ直線上に乗った.そこから二酸化炭素からメタンへの転換率は2.5%と計算された.シビア摩耗においては,磁場の有無によってはメタンの発生量がかわらなかったことから,磁場は反応に直接関与しているわけではないといえる.むしろ磁場はマイルド摩耗の成立を促進することで反応に寄与する.ただし本実験のような真空に近い条件では,摩擦面は磨耗によってシビア摩耗面に戻り反応の活性が低くなる.反応の持続には酸化物の存続が重要であることが理解された.またS45C鋼のマイルド摩耗面とAgの磁場中での摩擦でも,二酸化炭素のメタンへの還元反応が生じた.その転換率や,水素に発生量に対するメタンの発生量の比はS45C鋼同士のシビア,マイルド摩耗面よりも高いことが知られた.

Empty 気, iron objects with friction and の に よ っ て raw じ る iron objects acidification content は に uncertain than compounds commonly と な る こ と が い. そ し て そ の よ う な iron objects acidification content は two acidification carbon を メ タ ン に - え る catalyst と し て 働 く. こ れ ま で の research か ら に magnetic field in the friction を Inca す る と iron objects uncertain than acidification の generation が promote さ れ る こ と が わ か っ て い る . そ こ で this study で を Inca し は external magnetic field, surface active な material に を generated す る こ と に よ っ て iron objects can の friction catalyst が raised large す る こ と を confirm す る こ と を purpose と し た. Friction catalyst be 験 device に group み 込 ま れ て い る ピ ン · オ ン · デ ィ ス ク type friction test machine の ピ specimens ン と し て Ag と S45C steel を, デ ィ ス specimens ク と し て S45C steel を intention す る. Magnetic field は center hole が empty い て い る tablet greek-turkish magnets を デ ィ ス ク に zhang り pay け て Inca し た. 10 ^ < - > 4 degree of Pa の two acidification carbon を import し た after friction を start し, quality analysis meter で の plant 気 body の kinds と mass の friction に よ る variations change を 観 examine し た. S45C steel friction with James の は 2 acidification carbon か ら メ タ ン を る Anti 応 に お い て friction を catalytic activity with し た. ま た, 1) magnetic field な し シ ビ ア friction loss, 2) the magnetic field あ り シ ビ ア friction loss, 3) magnetic field あ り マ イ ル ド abrasion に お け る, メ タ ン を あ ら わ す CH3 ^ + イ オ ン current numerical を compare す る と, magnetic field で の マ イ ル ド friction consumption は シ ビ ア friction consumption に more べ て high い activity を hold つ こ と, one party シ ビ ヤ abrasion に お い て は magnetic の unseen fruit は な い こ と が confirm さ れ た. メ タ ン の carbon は two acidification carbon か ら も た ら さ れ る と え, the friction velocity に お け る two acidification carbon の pressure reduction と メ タ ン の pressure raised amount の phase masato を と る と, with or without magnetic field の, abrasion form の violations い に か か わ ら ず, various states に お け る pressure variations Momentum は with straight line に じ 乗 っ た. そ こ か ら two acidification carbon か ら メ タ ン へ の planning in は 2.5% と computing さ れ た. シ ビ ア friction consumption に お い て は, magnetic の presence of に よ っ て は メ タ ン の 発 production が か わ ら な か っ た こ と か ら, magnetic は anti 応 に masato directly with し て い る わ け で は な い と い え る. む し ろ magnetic は マ イ ル ド Established the consumption の を promoting す る こ と で anti 応 に send す る. た だ し this be 験 の よ う な vacuum に conditions for い で は, friction surface abrasion は に よ っ て シ ビ ア rubbing surface consumption に 戻 り anti 応 の active low が く な る. The 応 の hold 続 に は acidification content の deposit 続 が important で あ る こ と が understand さ れ た. ま た S45C steel の マ イ ル ド rubbing surface と Ag consumption の magnetic field で の friction で も, two acidification carbon の メ タ ン へ の is yuan against 応 が raw じ た. そ の planning in rate や, water element に 発 production に す seaborne る メ タ ン の 発 production の than は S45C steel with James の シ ビ ア, マ イ ル ド The frictional surface よ high よ とが とが is known to られた.

项目成果

平塚 健一: "摩擦触媒を利用した二酸化炭素の還元(第2報)" 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集(名古屋1993-11). 13-14 (1993)

Kenichi Hiratsuka：“使用摩擦催化剂减少二氧化碳（第二次报告）”日本摩擦学会摩擦学会议论文集（Nagoya 1993-11）（1993）。

K.Hiratsuka: "Catalytic Effeit of Friction in Chemical Reaction of Gases" Proc.6th Intern.Cong.Tribology. 2. 19-24 (1993)

K.Hiratsuka：“气体化学反应中摩擦的催化效应”Proc.6th Intern.Cong.Tribology。

平塚 健一: "摩擦触媒" トライボロジスト. 39 5月号(掲載予定). (1994)

Kenichi Hiratsuka：“摩擦催化剂”摩擦学家，5 月 39 日号（待出版）。