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メタンとエチレンとの反応による選択的プロピレン合成

Research Project

Project/Area Number 12875149
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 触媒・化学プロセス
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

馬場 俊秀  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50165057)

Project Period (FY) 2000
Project Status Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2000: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywordsメタン / エチレン / プロピレン / ゼオライト / 酸性プロトン / 銀イオン
Research Abstract

CH_2=CH_2共存下でCH_4を反応させるとCH_3CH=CH_2が生成し,さらにCH_3CH=CH_2がCH_2=CH_2やCH_4などの炭化水素と反応を起こして,高級炭化水素が生成すること,また,ベンゼン共存下でCH_4を反応させると,キシレンが生成する。
申請者は,銀イオン交換ゼオライトにH_2を吸着させると,細孔内に生成した銀イオンクラスター(Ag_n^+)によって水素が不均等解離されること,またその反応が可逆的であることを報告している。
ZO^-Ag_n^++H_2【double arrow】Ag_n-H+ZO-H(ZO^-:ゼオライト格子)(1)
この実験結果を基に,銀イオンクラスター(Ag_n^+)によってCH_4のC-H結合も不均等解離を起こすのではないかと考えた。
ZO^-Ag_n^++CH_4→Ag_n-H+Z0^<δ->CH_3^<δ+>(2)
反応系にCH_2=CH_2が共存させることによって,(2)の反応によって生成したCH_3^+と反応を起こしてCH_3CH=CH_2が生成することを見出した。
ZO^<δ->CH_3^<δ+>+CH_2=CH_2→ZO^-・CH_3-C^+H-CH_3(3)
ZO^-・CH_3-C^+H-CH_3→CH_2=CH-CH_3+ZOH(4)
触媒のAg_n^+は(1)式が可逆反応であることから,触媒上のプロトンと反応して再生される。
Ag_n-H+ZO-H→ZO^-Ag_n^++H_2(5)
この方法では,CH_4から生成したCH_3^+はCH_2=CH_2以外のアルケンや芳香族化合物と反応させることも可能である。すなわち,CH_4によるCH_2=CH-CH_3やベンゼンのアルキル化反応が進行し,本研究で提案する手法は応用範囲が極めて広い。

Report

(1 results)
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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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