| 研究概要 |
低級アルカンの芳香族化を利用するCO_2の還元反応には、過剰にZnを添加したHZSM-5が有効であることを前年度に明らかにした。本年度は、さらに高性能な触媒を設計する資を得ることを目的として、この触媒の作用機構の解明を行った。
1.Zn/HZSM-5のZn添加量を変え、XPS,XRD,TEM等によるキャラクタリゼーションおよびモデル反応としてのギ酸分解を行ない、過剰なZnがHZSM-5のメゾ細孔内に数nmのZnOの微粒子として存在することを明らかにした。
2.上と同じ触媒を用いてCO_2逆シフト反応等を行ない、上記のZnO微粒子がC_3H_8の脱水素およびCO_2還元の活性点を形成していることを明らかにした。
3.ZnO触媒上でのC_3H_8脱水素、C_3H_6分解・縮合、C_2H_4の水素化等に対するCO_2の影響を競争反応法によって調べ、CO_2がZnO上でのオレフィン種の副反応を抑制して、芳香族化反応の寿命および選択性を向上させる効果を持つことを明らかにした。
4.上の結果をもとに触媒設計を行い、Ga-HZSM-5に酸化物を添加することにより、Zn-HZSM-5を上回る触媒が得られる見通しが得られた。その可能性を検証するため、各種酸化物のCO_2逆シフト反応の活性を測定し、V_2O_5,Fe_2O_3,ZnOを候補として選んだ。
5.上記酸化物とGa-HZSM-5の組合せにより、高い性能の触媒が得られることを確認した。
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