低級炭化水素による二酸化炭素の触媒還元

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650651
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 服部 忠 名古屋大学, 工学部, 助教授 (50023172)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 薩摩 篤 名古屋大学, 工学部, 助手 (00215758) ; 丹羽 幹 名古屋大学, 工学部, 講師 (10023334) ; 村上 雄一 名古屋大学, 工学部, 教授 (10023029)
• Keywords: 二酸化炭素 / 化学的固定 / 触媒還元 / 低級炭化水素 / 芳香族化 / ゼオライト / HZSMー5

Research Abstract

本研究では、還元剤である低級炭化水素から高付加価植物質を併産しつつ、水産を使わずに二酸化炭素を触媒還元する可能性を検討した。これらの反応によれば、二酸化炭素の化学的固定の経済性が著しく向上し、二酸化炭素低減の実現に有利な状況をもたらすと予想される。
本研究において目的とする反応は、アルカンの脱水素、アルケンの芳香族化および二酸化炭素の還元の基本反応から成り立つ。そこで、以下の3つの反応の可能性を検討した。
1.アルカンの脱水素による二酸化炭素の還元
プロパンのプロピレンへの脱水素に伴う二酸化炭素還元の可能性を種々の触媒を用いて検討した。その結果、クロム、亜鉛、ガリウム等の酸化物触媒を用いれば可能であることが立証された。ただし、効率的な処理のためには、プロパンからのコ-ク生成を抑制する必要があることも明らかとなった。
2.アルケンの芳香族化による二酸化炭素の還元
プロピレンおよびブテン類の芳香族化に活性なビスマス、すず、バナジウム等を主体とする複合酸化物触媒を用いて、プロピレンの芳香族化に伴う二酸化炭素還元の可能性を検討した。その結果、アルカリ添加酸化バナジウム触媒によりこの反応が可能であることを確認した。ただし、この反応においても、プロピレンからのコ-ク生成を抑制する必要があることが明らかとなった。
3.アルカンの芳香族化による二酸化炭素の還元
低級アルカンの芳香族化に活性なHZXMー5系のゼオライト触媒を用いて、プロパンの芳香族化に伴う二酸化炭素の還元の可能性を検討した。その結果、亜鉛およびガリウム等を添加したHZSMー5触媒によりこの反応が可能であることが立証された。

Research Products

• [Publications] 服部 忠: "低級アルカンによる二酸化炭素の触媒還元" 日本化学会誌. 648-650 (1991)
• [Publications] T.HATTORI: "Catalytic Reduction of Carbon Dioxide on ZnーLoaded HZSMー5 Accompanying Aromatization of Propane" Chemistry Letter.