電気伝導性材料を利用した触媒反応の電気的制御法の開発

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1.電気伝導性蝕媒体による反応制御の結果絶縁物であるアルマイトの上に触媒効果がある電気伝導性材料(酸化ルテニクム、バリスター材料、超伝導物質、各種の半導体材料など)を担持させ、触媒と電気伝導性物質を混合させたものを担持させるることで、反応表面のみに電気エネルギーを供給することができた。酸化ルテニウムペーストを使用した場合の結果では、触媒を塗布した石英板を反応プローブに固定し、触媒面の温度を放射温度計を用いて測定し、石英板上の両端にから直流電流を0.1Aから0.5Aの範囲(0.4W〜6W相当)で流した。そのプローブを反応器内に設置し、反応器温度を200°Cから400°C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反応面に垂直に流し微分反応管として、触媒に通電しない場合と通電した場合の触媒面当りの反応速度を求めた。その結果、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。このことは、反応速度の上昇が温度効果以外に通電によってもたらされていることを示めすものである。2.反応における放電効果反応場に電気エネルギーを送りこむ方法に、触媒面上で放電させる方法がある。内部フィンを持つ円官管の内側を触媒化したアルマイト触媒の中心に絶縁棒を挿入し、両物体管に数kVの電圧をかけて反応させる反応管使用した。この反応管内に300ppmのアセトンを含む空気を流し、30°Cで反応させた結果、電圧をかけない場合は、全く反応しないが、高電圧をかけるとアセトンの分解反応が進行することを示した。これは、常温化でVOC(揮発性有機排ガス)を分解処理できる触媒装置の実用化の可能性を示している。中心に設置する絶縁棒は、多孔質なものより、平らな方が効果が少ない電気エネルギーで済むことが分かった。