| 研究課題/領域番号 |
02505006
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| 研究種目 |
試験研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学・複合材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
乾 智行 京都大学, 工学部, 教授 (60025989)
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| 研究分担者 |
竹口 竜弥 京都大学, 工学部, 助手 (30227011)
井上 正志 京都大学, 工学部, 助教授 (30151624)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| キーワード | Ga-シリケート / 直鎖炭化水素 / 芳香族化 / Pt修飾 / コ-ク析出 / 計算化学 / 寿命試験 / 全自動制御流通反応装置 |
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| 研究概要 |
Ga-シリケートならびにZn-シリケート上のC_2からC_<20>までの直鎖飽和炭化水素の芳香族化について総合的に比較検討を行った。C_6以上では、直接ベンゼン環への環化の過程を含んで生成芳香族の選択率は一定となり、またC_5以下では、エタン<プロパン<ブタン<ペンタンの順に転化率は向上するが、芳香族の選択率が下がった。これは脱水素によるオレフィン形成の前に炭素鎖の切断が優先するためであり、修飾するPtを結晶合成段階で取り込ませてその活性を緩和させることにより、芳香族の選択を大きく改善できた。コ-ク析出による劣化の抑制に対して、Pt修飾が最も効果的であることが再確認されたが、触媒結晶粒子の外表面の酸点を適当な塩基性物質で選択的に中和することでさらに触媒寿命の伸展に見込みがあることが示唆された。種々のモデル芳香族化合物の転化の比較から、Ga-シリケート上でのコ-ク形成過程の詳細を明らかにした。生成コ-クは、触媒表面滞留中にも次第に炭素1水素比を上げて、グラファイト化していくため、それがあまり進行しない時期に燃焼により再生処置を行うことが触媒能の長時間維持に必要であることを見い出した。これらの結果を踏まえ、全自動制御流通反応装置を試作し、触媒の再生過程を含むことで充分円滑に長時間寿命試験に適用できることを確認した。一方、ゼオライト細孔内での芳香族化合物の動的拡散過程や細孔内拡散係数またメタロシリケートの酸特性についての計算化学による新しい推算法を確立し、反応特性との相関をはじめて明らかにすることが出来た。以上を総合して、プロパンを始めとする飽和炭化水素の芳香族化の工業化のための基礎的触媒特性が明らかになった。
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