ホウケイ酸ガラスから調製した多孔質ガラスの分子形状選択性

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650788
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 高橋 武重 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20041543)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 甲斐 敬美 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (00177312)
• Keywords: ホウケイ酸ガラス / 多孔性ガラス / 触媒担体 / 形状選択性 / 芳香族炭化水素の水素化 / 不飽和炭化水素の水素化 / 分相メカニズムの解明

Research Abstract

アルミナの他、ジルコニアやチタニアを少量加えたホウケイ酸ガラスを熱処理及び酸処理して、分子フルイ効果が発揮される平均細孔径が6Å程度の多孔質ガラスの調製を試みた。これを触媒担体として使用して、分子径の異なる芳香族炭化水素の水素化反応を行い、予測どおりの結果を示すことを明らかにした。この結論をさらに確認する目的で、分子量が同一であるが、置換基の位置が異なる脂肪族不飽和炭化水素の水素化反応を行っている。
このような反応結果を説明する目的で上記の芳香族炭化水素及び不飽和炭化水素の吸着速度の測定を行い、デ-タの多いゼオライトの場合と比較している。そして、ゼオライトと同様に拡散速度の活性化エネルギ-が通常の分子拡散あるいはクヌッセン拡散よりも大きく、ほぼ水素化反応速度のそれに近いことを明らかにした。
熱処理による分相のメカニズムについて検討する目的で、ホウケイ酸ガラス中のホウ素及びナトリウムの拡散速度の測定を行っている。測定法が難しく、再現性のあるデ-タを得るのに苦心しているが、現在までの結果では、ホウケイ酸ガラスの分相速度を支配するものが、これらの陽イオンの拡散ではなく、酸化物を構成している酸素の拡散速度であるとの結論に達しつつある。すなわち、分相速度を温度を変えて測定すると、その活性化エネルギ-は多くの酸化物中の酸素のそれとほぼ同様になることが分かった。また、分相速度は、系中に含まれる陽イオン量、すなわちガラスの組成にはほとんど依存しないことが、これらの結果を支持していると考えられる。しかしながら、これらの結果は、間接的な証拠でしかなく、来年度この点についてさらに研究を続け、分相のメカニズムを明らかにし、細孔径のそろった多孔性ガラス担体調製の指針を得たいと考えている。

Research Products

• [Publications] 高橋 武重,甲斐 敬美: "Effect of Alumina Content on Surface Area and Micropore Distribution of Porous Glass Prepared from Borosiliscate Glass" Canadian Journal of Chemical Engineering.
• [Publications] 高橋 武重,甲斐 敬美: "Hydrogenation Activity of Platinum Catalyst Supportes on Porous Glass Prepared from Borosilivate Glass" Canadian Journal of Chemical Engineering.
• [Publications] 高橋 武重,甲斐 敬美: "Effect of Metal Oxide on Surface Area and Pore Distribution of Porous Glass" Canadian Journal of Chemical Engineering.