2000 Fiscal Year Annual Research Report
計算機化学を利用した高選択性ゼオライト触媒膜の理論設計と開発
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12450307
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高羽 洋充 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80302769)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 猛央 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (30272363)
中尾 真一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00155665)
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| Keywords | 計算機化学 / 無機膜 / 触媒膜 / 非平衡系メソスコピック・モンテカルロ法 / ゼオライト膜 / キシレン合成 / 分子動力学法 / 反応 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は計算機化学と膜透過理論を組み合わせた新しい触媒膜の設計方法論を提案するとともに、その方法論をゼオライト触媒膜によるパラキシレン生成プロセスに適用し、理論設計結果に基づいた触媒膜の開発を行うことである。本年度は、分子シミュレーションにおいて計算に最も時間を要する原子間ポテンシャルを確率論的に取り扱うことができる新規非平衡系メソスコピック・モンテカルロ法ソフトウエアの開発を行い成功した。このソフトウエアでは、透過・拡散とともに触媒反応も同時に考慮することが可能であり、触媒膜を用いたプロセスでの転化率や透過係数を推定するとともに、充填型触媒反応器との性能比較を行うことも可能である。現在、開発されたプログラムを用いて、ゼオライト触媒膜が充填型触媒反応器よりも有利になるような反応系の探索、およびトルエンとメタノールからのキシレン合成を例にとりMFIシリカライト触媒膜の性能予測、およびこの反応系においてパラキシレン転化率を最大にするようなゼオライト膜構造や膜厚の予測、および操作条件の探索を行っている。来年度はこれら理論計算の結果に基づき実際の触媒膜の開発を行う予定である。
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[Publications] Hiromitsu Takaba,Akio Koyama and Shin-ichi Nakao: "Dual Ensemble Monte Carlo Simulation of Pervaporation of an Ethanol/Water Binary Mixture in Silicalite Membrane Based on a Lennard-Jones Interaction Model"J.Phys.Chem.B. 104. 6353-6359 (2000)
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[Publications] Ryo Nagumo,Hiromitsu Takaba,Shigejirou Suzuki,and Shin-ichi Nakao: "Estimation of Inorganic Gas Permeability through an MFI-type Silicalite Membrane by a Molecular Simulation Technique combined with Permeation Theory"Microporous and Mesoporous Materials. (印刷中).
