| 研究課題/領域番号 |
21K18838
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
小林 広和 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (30545968)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
|
|---|
| キーワード | メタン / 部分酸化 / レニウム触媒 / 酸化 / 酸素 / 触媒 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
天然ガスの主成分であるメタンを化学品原料として効率的に利用できるようにするため、メタンを選択的に部分酸化し、メタノールを合成できる触媒の開発を目指す。そのための方策として、活性酸素種のみに着目するのではなく、メタンを選択的に活性化できる反応機構論を基にした触媒の設計を行う。メタンをはじめとするアルカンの部分酸化反応の多くは、資源の効率的な利用を目指す触媒化学の夢の反応とされており、本研究はこれに資するものである。
|
| 研究成果の概要 |
メタンの部分酸化によりメタノールをはじめとする有価物の合成を試みた。C-H結合活性化という観点から触媒の検討を行い、Re/MORやRe/CHAがメタンを部分酸化してCOを選択率よく生成することを見出した。さらに、Re/MORが高い活性を示す機構を提案した。Re/MORを用いた反応において条件を変更することにより、メタノールを生成させることにも成功し、その活性はCu/MORよりも1桁近く高かった。また、メタンのC-H結合切断能が高い一方で炭素析出させやすいNiについて、ゼオライトを用いて粒子径を極小化することにより、安定してメタンを酸化できるようになることを見出した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メタンは天然ガスの主成分であり、石油よりもエネルギー当たりのCO2排出量が少ないので、資源としての潜在的な価値は高い。メタンを部分酸化すればメタノールなどの有価物になる。しかし、メタンのC-H結合は非常に強固であり、メタンを酸化できる条件では、欲しい生成物の方が一般に分解が速く、効率的な部分酸化は達成されていない。本研究では、広く検討されてきた酸素分子の活性化ではなく、メタンのC-H結合を活性化するという観点から触媒開発を行い、部分酸化に有効なレニウム触媒を見出した。これは、これからのメタン部分酸化法の開発に貢献するものであり、将来的には二酸化炭素排出量の削減に寄与できると期待している。
|
