| 研究概要 |
水素吸蔵台合金(Zr_2Ni,R_2Co_7,RFe_2など;R:希土類元素)の触媒への応用を目的として、合金の水素吸蔵能を利用したアルコ-ルや炭化水素類の脱水素反応を検討した。一般に脱水素反応は熱力学的に不利な反応であるが、水素吸蔵合金の吸蔵能を生かして脱離した水素をそのまま金属水素化物に転化することができれば、反応は金属水素化物の生成分だけエネルギ-的に有利となるため、低温でも進行可能になる。その上反応条件が温和となるため高選択性が期待できる。
Zr_2Niによるシクロヘキサンの脱水素では、反応にともないシクロヘキサン圧は減少し、それに対応した脱水素生物成分であるベンセンが定量的に生成した。しかし水素ガスの生成はほとんど認められず、脱離した水素は気相に放出されることなくすべて合金中に金属水素化物として吸蔵された。すなわち反応は次のような量論式で表される。
Zr_2Ni+n/6C_6H_<12>→Zr_2NiH_n+n/6C_6H_6
また脱水素速度はシクロヘキサン圧にはほとんど依存せず、合金の水素化に伴う水素吸蔵能の飽和とともに低下した。さらに、アルコ-ルの場合と同様に生成物による顕著な阻害の影響も認められた。メチルシクロヘキサンを用いた時はトルエンに脱水素され、やはり水素はすべて合金中に吸蔵された金属水素化物に転化された。しかし、その反応性は著しく異なり、メチルシクロヘキサン>シクロヘキサンの順に減少した。一方、合金の脱水素活性はFe系よりCo、Ni系合金のほうが著しく高かった。また、合金はPt処理により反応性の向上することがわかった。これらの結果より反応の律速段階は合金表面に吸着した炭化水素の脱水素過程であると結論した。
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