2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13126218
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
高橋 武重 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20041543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
甲斐 敬美 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (00177312)
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| Keywords | 溶媒効果 / 希釈ガス効果 / ベックマン転位反応 / 活性劣化速度 / 酸化プロピレン合成 / 加水分解反応速度 / 活性化エネルギー / 溶媒・触媒錯合体 |
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| Research Abstract |
炭化水素の接触分解反応を固体酸触媒で行うとき、希釈ガスを選定することにより、活性の向上と選択性の制御ができることが知られている。本研究では、気固相ベックマン転位反応用の希釈溶媒をベンゼンからメタノールに変更したとき、生成物であるε-カプロラクタムの選択率及び触媒寿命が大きく変化する理由について考察している。そのための方法として、カプロラクタムの重合物の生成量に着目して研究を行ったところ、4量体の生成量と触媒活性劣化速度の間に相関関係があることを見出した。このことから、カプロラクタムの重合物を取り去ることのできる溶媒を用いることによって、触媒の劣化が抑制できることを明らかにした。
チタンを含む触媒を用いてプロピレンを過酸化水素で部分酸化して酸化プロピレンを合成する際、酸化プロピレンの生成速度および生成した酸化プロピレンの加水分解反応速度が使用する溶媒によって、大きく変化することを見出した。すなわち、アルコール溶媒はプロピレンの酸化速度および酸化プロピレンの加水分解速度の双方を加速するのに対して、アセトニトリルでは後者の速度が著しく抑制された。また、温度を変えて反応速度を測定し、それから活性化エネルギーを算出したところ、水あるいはアルコールのように水酸基をもつ溶媒を用いるときの活性化エネルギーが大きくなった。これらの結果から、チタンと溶媒が相互作用して調製された反応場にプロピレンあるいは酸化プロピレンが攻撃して反応が進行すると考えられ、反応場になる錯合体の安定の大きい時、活性化エネルギーが大きくなると推定された。
このように、反応場の物理的あるいは化学的効果により、反応速度及び選択性が制御されることが分かった。
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[Publications] T.Takahashi, T.Kai: "Formation of Stilbene by Oxidative Coupling of Toluene over Lead Oxide Modified with Lithium"Catalysis Letters. 84巻1号. 75-80 (2002)
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[Publications] T.Takahashi, N.M.A.Nasution, T.Kai: "Catalysyt Deactivation of Alumina Free HZSM-5 Type Zeolites Modified with Precious Metals during Vapor Phase Beckmann Rearrangement of Cyclohexanone Oxime"Journal of Japan Petroleum Institute. (掲載許可済). (2003)
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[Publications] 西村陽一, 高橋武重: "工業触媒 -革新を生む触媒技術-"培風館. 115 (2002)
