| 研究課題/領域番号 |
17K19014
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
杉山 茂 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (70175404)
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| 研究分担者 |
古部 昭広 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (30357933)
岡本 敏弘 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (60274263)
加藤 雅裕 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (80274257)
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| 研究協力者 |
二宮 航
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 活性酸素 / LED光源 / アルカン / アルケン / 接触部分酸化 / 酸化物触媒 / 固体触媒 / 紫外線 / 酸化脱水素 |
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| 研究成果の概要 |
アルカンの固体酸化物触媒を用いた酸化脱水素反応では、媒活性点は活性酸素であることが認識されている。しかし、どのような活性酸素が活性種であるか分かっていない。本研究では紫外線照射下でチタニアに酸素を通じると生成する活性酸素を用い、メタンの酸化脱水素を検討した。触媒には、メタンの酸化脱水素触媒であるマグネシアと酸化サマリウムを用い、これらチタニアを混合し、この混合触媒系にヘリウムで希釈したメタンと酸素の混合ガスを通じで898 Kの反応温度で紫外線を照射した状態で反応を行った。その結果、部分酸化生成物である一酸化炭素の選択率が改善され、紫外線照射で生じた活性酸素が有効であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メタンの接触酸化脱水素反応は、通常はメタンを燃焼して得られる二酸化炭素に達する前の一酸化炭素やエチレンなどの化成品前駆体に変換しようとする高難度の反応である。本反応は広範に検討され、様々な種類の活性酸素が触媒活性種であると提案されたが、化学系の立場では具体的な活性種を決定することは困難であった。しかし、物理系の研究者はチタニアに紫外線照射下で酸素を通じると生成する活性酸素種を同定することができる。そこで、物理の力を借りた触媒活性試験を行ったところ、紫外線照射により生成する活性酸素により、メタンの酸化脱水素反応が促進されることが分かり、活性酸素種の寄与が明らかになった。
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