反応場による触媒機能制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13126103
• 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): 椿 範立 富山大学, 工学部, 教授 (00272401) ; 相田 隆司 東京工業大学, 理工学研究科, 助教授 (00262262) ; 上野 晃史 静岡大学, 工学部, 教授 (30135420) ; 田川 智彦 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10171571) ; 岸田 昌浩 九州大学, 工学研究院, 助教授 (60243903)
• Keywords: 触媒反応場 / 溶媒・希釈ガスの影響 / 電気エネルギー / プラズマエネルギー / 高速昇温 / バイモーダル触媒 / 複数反応場 / 非定常反応場

Research Abstract

触媒反応を高活性および高選択性に保つために反応場が大きく影響することはよく知られている。しかしながら、反応場を正確に定義し、これと触媒性能を定量的に取り扱った例はほとんどない。本研究では、触媒反応を行うための各種の反応場と活性及び選択性の関係を明らかにすることにより、触媒分子反応工学の確立に努めようとしている。本班は、(1)溶媒、昇温速度、非定常状態等の反応場と触媒活性との関係を導くサブグループ、(2)熱以外の電気エネルギーあるいはプラズマエネルギーを触媒反応に付与するサブグループ、(3)複数の反応場を同一触媒に付与することによる活性・選択性の向上を試みるサブグループに分かれて研究を遂行している。
平成14年度は、(3)のサブグループを中心にして、同一触媒に二つの反応場を形成することのメリットおよびデメリットについて検討した。具体的には、発熱場と吸熱場を同時に持たせた触媒を調製して、これを用いてメタンの部分酸化と分解反応を行い、合成ガスを高効率で合成する岸田の研究及び10nm程度の中位の細孔と1nmの小さな細孔を持たせた触媒によるFT反応を行っている椿の研究について、その優位性と問題点を検討した。いずれの場合についても、物質移動速度と反応速度を上手にバランスさせることが重要であることが指摘された。
本班は班会議を2回開催して、班内の共同研究の立ち上げを企画した。その結果、岸田の触媒調製法を応用して、椿が使用する触媒を調製し、その効果について検討をしている。さらに、田川の研究と相田の研究から非定常条件で田川の電気エネルギーを応用した反応を行うことを企画している。このように、班会議あるいはミニシンポジウムを行うことにより、今までに実現しなかった共同研究を行われるようになり、この点からも本研究は順調に推移していると考えられる。

Research Products

• [Publications] T.Takahashi, T.Kai: "Formation of Stilbene by Oxidative Coupling of Toluene over Lead Oxide Modified with Lithium"Catalysis Letters. 84巻1号. 75-80 (2002)
• [Publications] Yi Zhang, Yoshiharu Yoneyama, Niritatsu Tsubaki: "Simultaneous Introduction of Chemical and Spatial Effects via a New Bimodal Catalyst Support Preparation Method"Chemical Communications. 2002. 1216-1217 (2002)
• [Publications] S.Assambumrungrat, T.Tagawa, S.Goto: "Simulation of a Palladium Membrane Reactor for Dehydrogenation of Ethylbenzene"Journal of Chemical Engineering of Japan. 25巻6号. 432-436 (2002)
• [Publications] D.Na-Ranong, T.Aida, H.Niiyama: "Application of Periodic Operation to Kinetic Study for NO-CO Reaction over Pt/Al2O3"Applied Catalysis A : General. 234巻,1・2号. 103-110 (2002)
• [Publications] 西村陽一, 高橋武重: "工業触媒 -革新を生む触媒技術-"培風館. 115 (2002)