天然ガスの石灰との共反応による液体燃料合成の基礎研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455435
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤元 薫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30011026)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 冨重 圭一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50262051)
• Keywords: 天然ガス / 石炭 / C_2炭化水素合成 / 活性炭表面 / メタンの脱水素反応

Research Abstract

天然ガスの主成分であるメタンを直接化学原料へ転換するための新しいプロセスが熱望されている。これまでの数多くの研究から、メタン酸化カップリング反応において、メチルラジカル2分子からC2炭化水素が生成することが分かった。しかし、並行してメチルラジカルと酸素分子の気相反応が進行するため、C2炭化水素の選択性及び活性の限界が示唆されてきた。そこで、本研究では、メタンの活性化に対して反応性の高い炭素の触媒開発が重要であると考えられ、活性炭及び金属を担持したした活性炭触媒について、C2炭化水素生成活性と選択性について検討した。まず、触媒反応用に高温・高圧固定床流通型反応装置の設計及び製作を行い、反応物及び生成物の定量分析は、ガスクロマトグラフにより行った。活性炭自身を触媒として用いた場合には、C2炭化水素生成は1123K程度から進行するが、反応ガスの接触時間を増加するごとにC2炭化水素生成量は減少してしまった。このことは活性炭素面における生成物の分解反応が進行することによることがわかった。さらに、金属を担持した活性炭触媒を用いた場合には、金属を添加することによりメタンの活性化に必要な温度を200K程度低下させることができたが、メタンの炭素と水素への分解反応をより大きく促進してしまうことを見い出した。