| 研究課題/領域番号 |
17360380
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
反応工学・プロセスシステム
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
伊藤 直次 宇都宮大学, 工学部, 教授 (90356478)
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| 研究分担者 |
佐藤 剛史 宇都宮大学, 工学部, 助教 (60375524)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
15,720千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 720千円)
2007年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2005年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
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| キーワード | 膜反応 / パラジウム膜 / 酸化 / フェノール |
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| 研究概要 |
パラジウム触媒膜反応器として、二重管型反応器、クロスフロー型反応器、多管型反応器を作成し、膜の片側にベンゼンと酸素、反対側に水素を供給してフェノールを合成する反応実験を行った。全ての場合において、反応により含炭素化合物としてフェノール、シクロヘキサノンと二酸化炭素が生成した。
二重管型反応器における実験結果より、ベンゼンの直接酸化における反応場は上流部から下流部にかけて広がっていき、150、175℃では上流部から中流部まで反応場が広がったとき最適な反応が進行した。
クロスフロー型反応器において、ベンゼン供給速度と生成物収率の関係を検討した結果、ベンゼン供給量の増大にともない各種生成物収率が減少したが、二酸化炭素が急激に減少する領域があることがわかった。反応温度175℃では、ある程度酸素供給量が増大するのにともないフェノール収率が増大しており、高フェノール収率の際にはクロスフロー反応器内でも10℃以上の温度分布が形成されていた。クロスフロー反応器におけるフェノール収率の最大値は6%程度であり、これまでの二重管型反応器よりも良い結果は得られなかった。
多管型反応器は、二重管型反応器で反応性が高かった管先端部の活用を目的とし、二重管型反応器を短くする代わりに多管としたものである。管を4本とした反応器にて反応を行った結果、単位長さあたりのフェノール生成量はクロスフロー反応器の4倍程度、これまでの二重管型の1.5倍程度となった。
本研究を通じて、フェノール収率が反応器形状に大きく依存することが明らかとなり、検討した中では多管型二重管型反応器が効率的なフェノール生成に有用であることがわかった。
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