| 研究概要 |
金属イオンを添着したシリカゲル,アルミナ表面のクラスターモデルを設定し,非経験的分子軌道法プログラム(Gaussinan 94)によって構造最適化を行い,最適構造における全エネルギーE1を計算した.また,エチレン,エタンの構造最適化を行い,全エネルギーE2を求めた.モデル表面と吸着質が種々の配置をとる場合の吸着系の全エネルギーE1を計算した.ΔE(=E2+E3-E1)が相互作用エネルギーとなる.先ず,種々の金属塩とエチレンとの相互作用エネルギーを計算し,ΔEが最大となるように金属塩を選定した.次に銀イオンあるいは銅イオンを添着したシリカゲル表面でのエタンとエチレンの吸着構造最適化を行い,相互作用エネルギーを求めた.さらに,硝酸銀と塩化銅をシリカゲルに添着した吸着剤を含浸法,CVD法を用いて作製し,エタンとエチレンの吸着選択性に実験的検討を加えた.その結果,以下の結論が得られた.
(1)金属塩-エチレンの相互作用エネルギーを分子軌道計算により求めたところ,エタン-エチレン分離のための添着質として硝酸銀と塩化銅が適している.
(2)塩化度添着シリカゲルを調製する際,適量の塩化銅を数回に分けて添着させる多回CVD添着法が有効である.
(3)塩化銅添着シリカゲルの銅原子の添着状態は添着量とともにCu^+に近い状態からCuClに近いまで変化する.
(4)分子軌道計算および吸着実験により,塩化銅,硝酸銀添着シリカゲルあるいは硝酸銀,塩化銅添着アルミナはエチレン高選択性を示すことが示された.
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