| Project/Area Number |
11875171
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
触媒・化学プロセス
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
服部 忠 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50023172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 寿雄 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80273267)
薩摩 篤 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00215758)
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| Project Period (FY) |
1999
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1999)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 1999: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | シリカアルミナ / ゼオライト / メタン / メタンカップリング反応 / 光触媒 / ゾルゲル法 / XANES / リン光スペクトル |
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| Research Abstract |
メタンは石油の代替資源として注目されており、その高選択的な転換方法の開発が望まれている。メタン酸化カップリング反応は有望な転換方法のうちの一つであるが、様々な問題がある。申請者らはシリカ系光触媒の基礎研究の結果、メタンがシリカアルミナの光励起サイトにより効率よく活性化されることを見いだし、室温でしかも酸化剤を用いずにメタンのカップリング反応が進行することを初めて発見した。本研究では、均一な複合酸化物を形成すると考えられるゾルゲル法を用いて一連のアモルファスシリカアルミナ触媒を調製し、その構造因子と活性との相関を検討した。つづいて規則正しいミクロ細孔をもつシリカアルミナであるゼオライトについても検討を行った。
ゾルゲル法で調製したアモルファスシリカアルミナ触媒系では、アルミナ濃度が低い場合には選択的にエタンを生成し、アルミナ濃度が高い触媒では熱脱離成分としてエチレンも生成した。エタン収率はアルミナ濃度に対して単調ではなく山型に変化した。この活性の傾向と構造解析(XRD、XANES、NMR、UV、リン光スペクトル)の結果を比較すると、高分散な酸素4配位アルミナ種が活性点であると示唆された。凝集したアルミナ種はエタンとエチレンを生成することもわかった。
H型ゼオライト触媒も非酸化的メタン光カップリング反応に活性を示した。アルミ濃度の影響を検討した結果、アルカンの生成には格子アルミが寄与しており、このアルミ種が近接すると活性が低下することがわかった。一方アルケンの生成には格子外アルミが寄与していることがわかった。ゼオライト上のL酸の存在は生成物の脱離を阻害することも明らかとなった。
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