• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2009 年度 実績報告書

温度周期操作による不均一触媒反応制御技術の創出

研究課題

研究課題/領域番号 19360360
研究機関徳島大学

研究代表者

外輪 健一郎  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (00336009)

研究分担者 杉山 茂  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70175404)
加藤 雅裕  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (80274257)
キーワード非定常 / 温度周期操作 / 一酸化炭素 / 最適化 / 触媒反応
研究概要

一酸化炭素の酸化反応を例に取り、温度周期操作における温度や振幅、周期などの操作パラメータが反応率に与える影響を調査した。触媒としてはアルミナ担持白金触媒を用いた。定常操作および非定常操作における反応率の挙動を詳細に検討した結果、まず定常操作においては、操作温度を変化させると履歴現象を示すごとが明らかとなった。前年度に観察された周期操作による反応率向上の現象がこの履歴現象に起因する可能性が考えられたため、周期操作の中心温度の履歴が反応率に与える影響を調査した。その結果周期操作の中心温度と反応率も履歴現象を示すことが明らかとなった。さらに、履歴現象を考慮に入れた上で比較を行っても非定常操作は定常操作に比べて高い反応率を示すことが明らかとなった。以上の検討によって温度周期操作の採用によって触媒反応を制御できることが確認された。
温度周期操作が一層有利となる反応条件を明らかにするための検討を行った。この検討では、触媒表面への分子の吸脱着速度、および表面反応速度を考慮した計算を行った。反応速度の向上率が最大となる速度パラメータ値を検討したところ、原料の吸脱着速度が温度に強く依存する場合に温度周期操作が有利となりやすいことが明らかとなった。また、温度周期操作における温度と表面反応速度の関係を調査すると温度が低下した場合に反応速度が大きくなる様子が示唆された。これは、吸着速度の温度依存性が大きいために温度低下に伴って原料の吸着量が増大することが原因であることが明らかとなった。
本技術の展開としてプロパンの酸化脱水素反応に適用したところ、収率が向上する条件を見いだすことが出来た。各種の触媒反応における収率や反応率の制御に温度周期操作が広く活用できる可能性が示された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] The Effect of Carbon Monoxide on the Hydrogen Permeability of a Palladium Membrane2010

    • 著者名/発表者名
      M.Katoh, et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロリアクタによるプロパン酸化脱水素反応への酸化物およびリン酸塩触媒の適応性2010

    • 著者名/発表者名
      杉山茂, 他
    • 学会等名
      第105回触媒討論会(触媒討論会A)
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府)
    • 年月日
      2010-03-24
  • [学会発表] Highly Selective Production of Propylene from the Oxidative Dehydrogenation of Propane on Hydroxyapatite Using Microreactor2010

    • 著者名/発表者名
      S.Sugiyama, et al.
    • 学会等名
      11th International Conference on Microreaction Technology
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府)
    • 年月日
      2010-03-08
  • [学会発表] Reaction Kinetics and Conversion of CO Oxidation under Forced Temperature Cycling2009

    • 著者名/発表者名
      奥山大輔, 他
    • 学会等名
      22th Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      デジョン・コンベンション・センター(大韓民国)
    • 年月日
      2009-12-05
  • [学会発表] Reaction Mechanism and the Effect of Forced Temperature Cycling on the Reactor Performance2009

    • 著者名/発表者名
      K.-I.Sotowa, et al.
    • 学会等名
      AIChE Annual Meeting 2009
    • 発表場所
      ゲイロード・オプリーランド・ホテル(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2009-11-13
  • [学会発表] 非定常操作下におけるマイクロリアクタによるプロパンの酸化脱水素反応2009

    • 著者名/発表者名
      杉山茂, 他
    • 学会等名
      第2回化学工学3支部合同北九州大会
    • 発表場所
      西日本総合展示場(福岡県)
    • 年月日
      2009-10-30
  • [学会発表] マイクロリアクタによるプロパン酸化脱水素反応2009

    • 著者名/発表者名
      杉本直人, 他
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] 温度周期操作下における不均に一触媒反応の平均反応速度と素反応の温度依存性の関係2009

    • 著者名/発表者名
      外輪健一郎, 他
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] PtもしくはNi触媒を充填したPd膜型反応器によるメタンのドライリフォーミング2009

    • 著者名/発表者名
      木内浩二, 他
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] Pd膜型反応器を用いたメタンのドライリフォーミングの最適操作条件の検討2009

    • 著者名/発表者名
      西原克矩, 他
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] 温度周期操作下におけるCO酸化反応に及ぼす操作条件の影響2009

    • 著者名/発表者名
      奥山大輔, 他
    • 学会等名
      第3回中四国若手CE合宿
    • 発表場所
      かんぽの宿徳島(徳島県)
    • 年月日
      2009-08-06

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi