• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

物質移動のベクトル制御が可能なゼオライト触媒膜を用いた遂次反応の中間体選択生成

研究課題

研究課題/領域番号 13126201
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

増田 隆夫  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20165715)

研究分担者 多湖 輝興  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20304743)
辻 俊郎  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30163794)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2002年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2001年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワードゼオライト触媒膜 / 酸点分布制御 / ナノクリスタル / 拡散速度 / 逐次反応 / メタノールの反応 / MFI型ゼオライト膜 / 触媒膜 / 構造触媒 / 反応・分離 / MTO反応 / メタノール / オレフィン
研究概要

中間体を目的物質として逐次反応を実施する際,反応率と選択率の両者を同時に向上させるものとして,構造体触媒であるゼオライト触媒膜が考えられる。そこで、MFI型ゼオライト膜型反心器を用いてメタノールの反応を行い、中間体であるオレフィンの選択合成(MTO反応)を検討した。緻密な膜は反応率55〜98%でオレフィン選択率が80%を越えた。この膜の選択性の向上のためには、メタノール供給側の活性点(酸点)を不活性化する必要がある。そこで、最小分子径の異なるシラン化合物を用いて酸点に化学吸着させ、分解することでSi原子を含むコークを生成後、酸化することで酸点上にSiO_2粒子を形成させることで酸点を不活性化した。本法にトリフェニルシランを用いることで、ゼオライト結晶外表面の酸点を選択的に不活性化できることを見いだした。その結果、反応率5〜70%の範囲でオレフィン選択率90%を実現した。さらに、膜透過速度の向上を目的として、ゼオライトナノクリスタルを積層した膜が高い選択性を維持しながら透過速度を向上できることを見いだした。そこで、まずW/Oエマルション技術により約100nmの単分散MFI型ゼオライトナノクリスタルの調製法を開発した。ついで、その結晶を用いて触媒膜を作製し,原料と生成物の膜透過速度の向上を図った。その結果、透過速度を10倍以上に向上できた。さらに、シラン処理することで、芳香族の生成を無視小にできることに成功した。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] T.Masuda, T.Asanuma, M.Shouji, S.R.Mukai, M.Kawase, K.Hashimoto: "Methanol to Olefins Using ZSM-5 Zeolite Catalyst Membrane Reactor"Chemical Engineering Science. 58. 649-656 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda, S.Otani, T.Tsuji, M.Kitamura, S.R.Mukai: "Preparation of Hydrophilic and Acid-Proof Silicalite-1 Zeolite Membrane and Its Application to Selective Separation of Water by Pervaporation"Separation and Purification Technology. 32. 181-189 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda: "Diffusion Mechanisms of Zeolite Catalysts"Catalysis Surveys from Asia. 7. 133-144 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda: "Peculiar Diffusion Mechanisms within Micropores of Zeolite Catalysts"Journal of the Japan Petroleum Institute. 46. 281-294 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda, Y.Okubo, S.R.Mukai, M.Kawase, K.Hashimoto, A.Shichi, A.Satsuma, T.Hattori: "Effective Diffusivities of Lighter Hydrocarbons in Cu- and Co-MFI Type Zeolite"Chemical Engineering Science. 56. 889-896 (2001)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda, N.Fukumoto, M.Kitamura, S.R.Mukai, K.Hashimoto, T.Tanaka: "Modification of Effective Pore Opening of MFI-type Zeolite Utilizing Catalytic Cracking of Silane and Its Application to Preparation of H_2 Separation Zeolite membrane"Microporous and Mesoporous Materials. 48. 239-245 (2001)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda, T.Asanuma, M.Shouji, S.R.Mukai, M.Kawase, K.Hashimoto: "Methanol to Olefins Using ZSM-5 Zeolite Catalyst Membrane Reactor"Chemical Engineering Science. 58. 649-656 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda, S.Otani, T.Tsuji, M.Kitamura, S.R.Mukai: "Preparation of Hydrophilic and Acid-Proof Silicalite-1 Zeolite Membrane and Its Application to Selective Separation of Water by Pervaporation"Separation and Purification Technology. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takao Masuda: "Key Factors for the Encapsulation of Keggin-type Heteropoly Acids in the Supercages of Y-type Zeolite"Chemical Engineering Science. 56. 799-804 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takao Masuda: "Effective Diffusivities of Lighter Hydrocarbons in Cu-and Co-MFI Type Zeolite Catalysts"Chemical Engineering Science. 56. 889-896 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takao Masuda: "Modification of Effective Pore Opening of MFI-type Zeolite Utilizing Catalytic Cracking of Silane and Its Application to Preparation of H_2 Separation Zeolite membrane"Microporous and Mesoporous Materials. 48. 239-245 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 増田 隆夫: "減圧TPD法による固体触媒の酸・塩基特性の同時評価"触媒. 43. 434-436 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

URL: 

公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi