摩擦触媒を利用した環境清浄化に関する研究

利用摩擦催化剂净化环境的研究

• 批准号: 06750141
• 负责人: 平塚 健一
• 金额: $ 0.58万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750141/
• 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

申請者は,摩擦が気体反応を促進する効果を見出しそれを摩擦触媒と命名した.摩擦や摩耗の多い金属同士よりもそれらの少ないほうが効果が大きいことから,吸着分子同士の表面反応を摩擦が促進するのだと考えた.この現象は燃料の完全燃焼だけではなく,逆にCO2の除去や脱臭などにも利用できることが予想される.本研究はそれらの気体反応を,室温において摩擦触媒によって促進させ,清浄環境を得る有力な手段として確立せんことを目的とした.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.磁場は中心穴があ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.10^4Pa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)磁場ありマイルド摩耗における,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,一方シビア摩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,摩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.本実験のような真空に近い条件では,摩擦面は摩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.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,水素の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.

The applicant が, the reaction of friction が to 応を promotes する effect を, the appearance of と それを friction catalyst と is named た た. Friction や friction consumption の い metal with more people よ り も そ れ ら の less な い ほ う が unseen fruit が big き い こ と か ら, sorption molecules with James の surface anti 応 を friction が promote す る の だ と exam え た. こ の phenomenon の は fuel combustion completely 焼 だ け で は な く, inverse に の remove CO2 や deodorization な ど に も using で き る こ と が to think さ れ る. This study は そ れ ら の 気 body against 応 を, room temperature に お い て friction catalyst に よ っ て promote さ せ, qing incorporated environment を る powerful tools to な と し て establish せ ん 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 あ 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 as る anti 応 に お い て friction catalytic activity を 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 friction consumption 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 ア The consumption 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 added amount の phase masato を と る と, with or without magnetic field の, the consumption form の violations い に か か わ ら ず, various states に お け る pressure variations は momentum 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 の consumption Establish を to promote する とで とで against 応に and する. In this experiment, the ような vacuum に is close to the ような conditions of で, the friction surface <s:1> friction によってシビア the friction surface に戻 <s:1> the anti-応 <s:1> activity が is low くなる. The 応 の hold 続 に は acidification content の deposit 続 が important で あ る. 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 の 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 rubbing surface よ consumption り も い high Youdaoplaceholder2 とが knows られた.

项目成果

平塚 健一: "摩擦に伴う材料の移着機構の微視的解析" トライボロジー会議予稿集. 401-402 (1994)

Kenichi Hiratsuka：“摩擦引起的材料传递机制的微观分析”摩擦学会议论文集 401-402 (1994)。

平塚 健一: "金属・セラミックスにおける超固体潤滑" 精密工学会誌. 61. 195-198 (1995)

Kenichi Hiratsuka：“金属和陶瓷中的超固体润滑”日本精密工程学会杂志 61. 195-198 (1995)。

K.Hiratsuka: "Catalytic Effect on 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作用”Proc.6th Intern.Cong.Tribology。

平塚 健一: "摩擦触媒" トライボロジスト. 39. 420-425 (1994)

Kenichi Hiratsuka：“摩擦催化剂”摩擦学家。39. 420-425 (1994)