2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14350428
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
内藤 周弌 神奈川大学, 工学部, 教授 (20011710)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 和亮 神奈川大学, 理学部, 教授 (60029709)
宮尾 敏広 神奈川大学, 工学部, 助手 (90312090)
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| Keywords | ナノ空間触媒 / 集積型金属錯体 / Rhジカルボン酸錯体 / 水素化反応 / 水素交換反応 / シリカナノチューブ / ウルトラミクロ孔 / 水素の選択透過 |
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| Research Abstract |
ナノ空間触媒として本年度は集積型Rhジカルボン酸錯体高分子とPtを内包したSiO_2-ナノチューブでのオレフィンの水素化・水素交換反応について検討した。Rhジカルボン酸錯体はRh-Rh結合を有する2次元シート構造が3次元的に積層してその間に1次元のチャンネルを形成し、メタン、エタン、エチレン、プロピレン、ブテンなどの炭化水素をRh原子あたり1〜数個吸蔵する。吸蔵されたオレフィンは水素を共存させると200Kの低温でも水素化されて、パラフィンとなる。その反応速度は用いたオレフィン分子の大きさや配位子であるジカルボン酸の大きさに依存し、錯体が形成するナノ空間が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらにオレフィンのみの場合には、分子間の水素交換反応が進行するが、それはC-H結合の完全な解離を伴わない、ナノ空間内特有の交換機構で進行していることが明らかとなった。
一方、Ptを内包したSiO_2-ナノチューブでは、H_2、CO、O_2、エチレン、プロピレンなど種々の気体の吸蔵を検討したところ、水素のみを選択的に透過するウルトラミクロ孔を有する興味深い特性を有することが明らかとなった。このチューブでのC_3H_6-D_2反応とC_3H_6-C_3D_6水素交換反応の速度を通常の含浸法で調製したPt/SiO_2触媒と比較したところ、後者はチューブ外にわずかに存在するPt上で進行するのに対し、前者の水素化反応はチューブ内に透過して解離した水素原子がスピルオーバー現象でチューブ外に拡散し、プロピレンと反応している可能性が示唆された。これはナノ空間が、触媒反応場を分離する能力を有することを示した最初の例であり、今後の展開が期待される。
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[Publications] T.Miyao, T.Saika, Y.Saito, S.Naito: "Preparation of Alumina and Silica-Alumina Nanotubes Encapsulating Platinum Ultrafine Particles"Journal of Material Science Letters. 22. 543 (2003)
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[Publications] S.Naito, M.Tsuji, Y.Sakamoto, T.Miyao: "Marked difference of catalytic behavior by preparation methods in CH_4 reforming with CO_2 over MO_2C and WC catalysts"Studies in Surface Science and Catalysis. 143. 415 (2002)
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[Publications] S.Naito, M.Tsuji, T.Miyao: "Mechanistic difference of the CO_2 reforming of CH_4 over unsupported and zirconia supported molybdenum carbicle catalysts"Catalysis Today. 77. 161 (2002)
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[Publications] S.Naito, M.Iwahashi, I.Kawakami, T.Miyao: "Marked particle size and support effect of Pd catalysts upon the direct decomposition of nitric oxide"Catalysis Today. 73. 355 (2002)
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[Publications] T.Miyao, T.Sawaura, S.Naito: "Preparation of Silica-Alumina Ultra Fine Particles Possessing Nano-pore Structure by Means of Reversed Micelle Technique"Journal of Material Science Letters. 21. 867 (2002)
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[Publications] T.Miyao, M.Kitai, T.Ogita, S.Naito: "Generation of New Acidic Sites by Dispersing Zinc Oxide Fine Particles on Silica"Z.Phys.Chem.. 216. 931 (2002)
