| 研究概要 |
アルカンの部分酸化は,触媒化学の分野において現在活発に研究されている課題の1つである。本年度の研究ではメタンの酸化カップリングに注目し,メタンからエチレン,エタンを効率的に生成する触媒の開発を行った.
以前よりメタン酸化カップリングにはリチウムイオン添加塩基性金属酸化物触媒が有効であると報告されている.しかしメタン酸化カップリングは通常800℃以上の高温で行われるため,リチウムイオンが触媒から脱離し、反応の経過に伴い触媒活性が著しく減少する問題点があった.そこで本研究では,触媒調整時のリチウムイオン添加法について検討し,失活しにくい触媒の開発を試みた.
まず各種塩基性金属酸化物にリチウムイオンを添加した触媒上でメタン分解を行ったところ,リチウムイオン添加酸化イットリウム触媒が最も高いエタン,エチレン収率を示した.しかしこの触媒も反応の経過に伴い触媒失活した.そこでリチウムイオン添加酸化イットリウム触媒に注目し,リチウムイオン添加法を検討したところ,水酸化イットリウム触媒がメタン酸化カップリングに安定な活性を示すことが分かった.この調整法ではリチウムイオンを酸化イットリウムのバルク全体に導入できるため,リチウムイオンと酸化イットリウムの相互作用が強くなり,反応中にリチウム種の脱離が抑制されたものと考えられる.
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