常温, 常圧でのアンモニア合成の反応機構

Research Project

Project/Area Number	62550582
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	工業物理化学
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	秋鹿研一東京工業大学, 資源化学研究所, 助教授 (20016736)
Project Period (FY)	1987
Project Status	Completed (Fiscal Year 1987)
Budget Amount *help	¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 1987: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords	アンモニア合成 / 金属触媒 / ルテニウム / 触媒反応機構 / 促進剤 / 窒素活性化
Research Abstract	申請者はルテニウムを主体とした高活性触媒を用い, 世界で初めて常温・常圧下で窒素と水素とからアンモニアを定常的に生成することに成功した(Angw.Chem.Int.Ed.,25,559(1986)). その活性は0.011mmal day^<-1>g^<-1>と低いがこの触媒を200°C以上で作用させたときの温度変化から予測された値の焼く10^3倍大きく低温では異なる反応機構で進行することが示唆された. 低温と高温での反応機構を対比させる研究を試みたが, 低温では活性が小さいため今のところ反応機構を明らかにすべき結果は得ていない. しかし高温(200°C以上)でアンモニア合成の基礎となる反応である窒素分子同位体交換反応を行い, その活性を検討し, 次の結論を得た. 主な装置はターボ分子ポンプを用いた質量分析系である. 1.AlとRuの合金より調製したラネーRuは非常に高活性である. 2.その活性は調製時のAl/Ru比に大きく依存し, Al/Ru比の小さい程活性が高いが, Ru単独では活性が著しく小さい. 3.窒素の活性化はRuへの電子供与により促進されるとされてきたが, 構造的要因も重要である. このように窒素活性化に対しRu系触媒の有用性とその作用機構が次第に明らかになりつつある.