メタノールと炭酸ガスからの炭酸ジメチルの直接合成法の開発

甲醇与二氧化碳直接合成碳酸二甲酯方法的开发

基本信息

批准号：
09750848
负责人：
冨重圭一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、メタノールと炭酸ガスから炭酸ジメチルの新規直接合成用の触媒を開発することである。従来は、メタノールと一酸化炭素と酸素を原料とするプロセスがメインである。そのため、これまでの触媒反応プロセスとは大きく異なったコンセプトと触媒設計が必要となる。本反応は、これまでほとんど成功例がなく、進行しやすい反応ではない。本研究では、この難しい反応に対して、ジルコニア触媒が非常に選択的に炭酸ジメチルを合成する触媒となりうることを明らかにした。化学平衡的な制約もあるため、収率は低いものの、副生成物として予想されるジメチルエーテルの生成は観測されなかった。本触媒については、アンモニアや二酸化炭素のTPDから、二酸化炭素の吸着に伴う強い酸点の生成が示唆されており、この種が活性とよく対応していることを明らかにした。そこで、触媒表面の酸性をより強いものにするために、リン酸を添加した触媒を調製したところ、大きな活性の向上が観測された。この手法による活性促進により、反応温度を40度程度落とせることが明らかになり、さらに反応の低温化が実現すれば、無機系脱水剤の使用可能領域に突入し、水のその場除去が可能となれば、転化率の劇的な増加が予想されている。

这项研究的目的是开发一种催化剂，用于从甲醇和二氧化碳直接合成二甲基二甲基的催化剂。通常，主要过程基于甲醇，一氧化碳和氧作为原材料。因此，需要与先前使用的催化反应过程大不相同的概念和催化剂设计。到目前为止，这种反应很少成功，并且不是可能进展的反应。这项研究表明，对于这种困难的反应，氧化菌催化剂可能是高度选择性合成二甲基二甲基酸酯的催化剂。由于化学平衡的约束，产量很低，但未观察到二甲基醚作为副产品的预期形成。关于该催化剂，氨和二氧化碳的TPD表明，由于二氧化碳的吸附而产生了较强的酸点，并且已经发现该物种与其活性很好。因此，为了使催化剂的表面更加酸性，制备了添加磷酸的催化剂，并观察到活性的重大改善。据透露，通过使用该技术促进活性，可以降低反应温度，如果允许反应的温度进一步降低反应，则可以进入无机脱水剂的区域，并可以使用无机脱水剂，并可以在原位去除水，则可以预期转化的急剧增加。