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J-GLOBAL ID：201702242143972840   整理番号：17A0763281

メタン活性化におけるプラズマ-触媒相互作用の協調効果

Synergistic effects of plasma-catalyst interactions for CH₄ activation

著者 (3件)： Kim Jongsik (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Notre Dame, 182, Fitzpatrick Hall, Notre Dame, Indiana, 46556, USA. [e-mail]) ,  Go David B. ,  Hicks Jason C.
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 20  ページ： 13010-13021  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 触媒表面-プラズマ相互作用の解明は挑戦的な課題であり,プラズマ環境における触媒上の反応動力学の全体にわたる詳細な解明を必要とする。触媒-プラズマ相互作用の定量化および定義の第一段階は比較のために適した反応条件の決定および直接比較をさまたげるプラズマ援助反応の予期せぬ挙動の発見に使用できる詳細な速度研究である。本報は誘電障壁放電プラズマ中のメタン活性化の速度的評価を行い,プラズマ-触媒相互作用を速度パラメータにより定量化した。γ-Al₂O₃担持ニッケル触媒,温度790~890K,大気圧下におけるメタンの二酸化炭素によるドライリフォーミングをモデル反応として用い,メタン(または二酸化炭素)分圧を≦25.3kPaの範囲で変えた。ガス時空速度,プラズマ出力,バルクガス温度,反応種濃度を変えて反応性能を観測した。気相反応プラズマ反応の補正後,速度定数測定値の対数と照射出力の逆数(1/出力)は線形相関を示した。本反応の熱触媒反応は典型的Arrhenius挙動を示すが,プラズマ援助触媒反応は複雑な起源の混合により非Arrhenius挙動を示した。一方,反応速度定数と投入プラズマ出力との関係から求めたエネルギー障壁は≦20kJ/molであった(熱触媒反応は70kJ/mol)。あわせて重要なことは,プラズマ援助触媒反応において測定したエネルギー障壁は全流入速度,希釈剤種,バルク反応温度に比較的影響されなかった。これらの実験結果はプラズマ発生振動励起メタンが高温のニッケルサイトと選好的に相互作用し,メタン活性化に必要なエネルギー障壁を低下させ,メタンリフォーミング速度を増強することを示唆した。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： γアルミナ ,  *ニッケル触媒 ,  担持触媒 ,  *プラズマ曝露 ,  二酸化炭素 ,  ガス化 ,  反応速度 ,  ポテンシャル障壁 ,  振動励起 ,  アルカン
準シソーラス用語： *プラズマ照射 ,  *二酸化炭素改質

分類 (3件)： 不均一系触媒反応  (CB06100E) ,  プラズマ応用  (BJ02110K) ,  ガス化,ガス化プラント  (YE02040Q)

物質索引 (1件)： メタン

タイトルに関連する用語 (6件)： メタン ,  活性化 ,  プラズマ ,  触媒 ,  相互作用 ,  協調効果