| 研究課題/領域番号 |
15K00597
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
上道 芳夫 室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (90168659)
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| 研究分担者 |
神田 康晴 室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (70447085)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 廃プラスチック / リサイクル / ガリウムゼオライト触媒 / 芳香族炭化水素 / ポリオレフィン水素 / ポリスチレン |
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| 研究実績の概要 |
Ga/H-ZSM-5触媒を用いてポリオレフィンを芳香族炭化水素へ分解する過程で発生する水素（ポリオレフィン水素）を，廃プラスチックの分解における反応制御剤として利用する新しいケミカルリサイクル技術の開発を目的として，ポリオレフィン/ポリスチレン混合物とそれらのモデル化合物としてそれぞれ1-オクテンとスチレンモノマーを使用した接触反応を行い，ポリオレフィン水素とGa触媒によって形成される特殊な反応場におけるポリスチレンの分解反応機構を検討した。まず，1-オクテンとスチレンモノマーはそれぞれポリオレフィンとポリスチレンのモデル化合物として適していることを生成物の組成から確認した。次に種々の割合で混合した1-オクテン/スチレンモノマーの接触反応を行い，1-オクテンの環化生成物である水素によってスチレンモノマーの反応性が高くなり水素化および水素化分解が促進されることを明らかにした。さらに反応選択性には水素濃度依存性が認められ，水素濃度が低い場合はスチレンモノマーの水素化が，濃度が高い場合は水素化分解が主に促進されることがわかった。一方，1-オクテン由来水素存在下ではスチレンモノマーの二量化を経由するコーキングが抑制され，触媒活性の持続性は改善された。このようなモデル化合物の反応で見られた水素の効果は，プラスチック混合物の分解におけるポリオレフィン水素の作用と置き換えて考えることが可能である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ポリオレフィンとポリスチレンの混合物をGa/H-ZSM-5触媒を用いて分解したときのポリスチレンの分解反応機構をモデル化合物の反応から検討した。その結果，ポリオレフィン水素と触媒によって，外部水素の添加では実現できない反応場が形成されることが示唆され，特殊な反応場におけるポリスチレンの反応特性が解明されつつあることから研究はほぼ順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き低分子モデル化合物のスチレンモノマーとオクテンの反応から特殊反応場の作用機構の詳細な検討を行う。とくに反応場におけるポリオレフィン水素濃度の影響を明らかにして，ポリスチレン以外のプラスチックを含む系に適用可能な条件を探る。さらにGa/ZSM-5触媒系の高性能化を図る。
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