超臨界水中におけるラジカル反応機構の解明

超临界水中自由基反应机理的阐明

基本信息

批准号：
05750679
负责人：
阿尻雅文
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tohoku University
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-05750679/
关键词：
超臨界ラジカル分解反応速度水ポリマー

项目摘要

超臨界水中でのラジカル反応の研究対象として、ポリエチレンの部分酸化分解反応をとりあげ、分解生成物の水の有無による違いを比較・検討することで、超臨界水中での分解反応の特性を明らかにすることを試みた。まず、ポリエチレンの窒素中での熱分解実験をTube Bomb Reactorを用いて行った。分解に要する時間は、400℃では10〜15時間、450℃で1〜1.5時間、500では5分であったが、温度が高いほどチャーの生成が多かった。次に、水を共存させて(0.5cm^3/g)同じ温度で実験を行ったところ、反応に要する時間は窒素中とほとんど変わらなかったが、チャーの生成が抑制された。400℃において酸素を水に対し2mo1%共存させ、またポリエチレンをSUS金網にコーティングし外部表面積を大きくして実験を行った。その結果、反応速度は比表面積の増大とともに大きくなり、ポリエチレンを0.1mmに分散させると、400℃においても反応時間5分程度で分解可能なことがわかった。水を共存させた場合と水を導入しない場合の生成物を比較すると、チャーの生成が抑制されるだけでなく、ガスの生成も抑制され、オイル分および水溶性成分の収率が増大した。水と共存させた場合の生成物中水溶性成分は、主にアルコールやカルボン酸であり、またオイル分にもアルデヒド、ケトン等が含まれており、熱分解反応に水が大きく関与していることがわかった。

我们以聚乙烯的部分氧化分解反应作为超临界水中自由基反应的研究对象，通过比较和研究分解产物随水存在与否的差异，阐明了超临界水中分解反应的特征。我尝试这样做。首先，使用管式炸弹反应器进行聚乙烯在氮气中的热解实验。分解所需的时间在400℃下为10～15小时，在450℃下为1～1.5小时，在500℃下为5分钟，但温度越高，产生的炭越多。接下来，当我们在水（0.5cm^3/g）存在下在相同温度下进行实验时，反应所需的时间与在氮气中几乎相同，但炭的形成受到抑制。实验在400℃、2mo1%氧气与水共存的条件下进行，并通过在SUS丝网上涂覆聚乙烯以增加外表面积。结果表明，反应速率随着比表面积的增加而增加，当聚乙烯分散到0.1 mm时，即使在400℃下也能在5分钟左右分解。比较存在水时和不引入水时获得的产物，不仅抑制了炭的产生，而且抑制了气体的产生，并且油和水溶性组分的收率增加。与水共存时，产物中的水溶性成分主要是醇类和羧酸类，油类成分中还含有醛类、酮类等，水在热分解反应中起很大作用。