2021 Fiscal Year Annual Research Report
卑金属ヒドリド種を基盤とした触媒設計指針の構築と高効率脱水素触媒の開発
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21J11744
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
安村 駿作 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 金属水素化物 / アルカン活性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素化物の一つである水素化チタン(TiH2)のプロパン脱水素作用について学術論文で報告した。ボールミル処理したTiH2はTiO2やTiNに比べて高いC3H6生成率を示したが、時間と共に活性が低下した。TiH2上のC3H6生成率は、H2の共添加により向上することがわかった。H2の非存在下あるいは存在下での450℃でのTiH2の構造をinsitu XRDとXANES分光法を用いて検討したところ、H2共存下では活性なチタン水素化物のTi金属への変換が抑制され、TiH2上でのPDH反応にポジティブな効果があることが示された。現在は他の金属水素化物(VH2, LaH3など)についてアルカン活性化能の評価を続けている。
ゼオライト内卑金属ヒドリド種について、ゼオライト内Ga種についてその局所構造と触媒作用の相関について明らかにし、学術論文で報告している。Ga担持量とH2処理温度の異なるGa導入MFIゼオライト(Ga-MFI)を作製し、生成するGa種とエタン脱水素(EDH)の触媒作用について検討した。In situ FTIRスペクトルの結果、従来条件で調製した低担持量Ga-MFIでは[GaH]2+イオンが優先的に生成することが判明した。一方、高担持量Ga-MFIでは、主要なGa水素化物として[GaH2]+イオンが形成された。EDH活性を比較すると、高担持Ga-MFIはコーク生成が少ないため、高い選択性を示し、耐久性が最も高いことがわかった。現在もGa導入ゼオライトについて、他の反応への適用を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は最終年度に取り組む予定だった金属水素化物による脱水素反応について、1年目で検討を進めることができ、学術論文を報告することができた。2年目は水素化物を使って他のアルカン活性化反応について研究を続けていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
、2年目は水素化物を使ってアルカン活性化反応について研究を続けていく予定である。水素化物として市販で手に入る水素化物(VH2, LaH3, ScH2)などにボールミル処理を施してからプロパン脱水素反応に適用し、既に報告済みのTiH2を超える活性を目指す。また、TiH2についてバッチ型反応器を用いて、他のアルカン活性化反応に対して適用していく予定である。
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Research Products
(9 results)
