金属酸化物よりなる固体超強酸の合成

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1.最近、超強酸触媒として硫酸化ジルコニアが取り上げられ、多くの研究報告がある。更にこのものにPt,Feなどの金属添加超強酸の報告も増加しており、Ptの他にIrなどの貴金属を大量に添加した新しい触媒も合成された。今年度はこれら超強酸の反応性を中心に検討した。2.n-ペンタンの異性化反応は、逐次的に進行し、時間と供にi-ブタンが主生成物となる。共存物質としてはH_2、N_2、エタン、n-ブタン、メチルシクロペンタンを用いた。n-ブタン共存下では、i-ブタンやヘキサン類は得られず、骨格異性化のみが選択的に進行した。メチルシクロペンタン共存下でも同様の結果を得た。共存させたn-ブタンは全く反応しなかった。3.n-ブタンの異性化では誘導期が観測される。活性化エネルギーは、誘導期では13.0Kcal/mol、終了後では8.7Kcal/molであることから誘導期前では単分子反応、後では一級カチオンを経由しない二量化カチオン中間体の2分子的な反応が起きている。4.気相系でのイソブタンによる1-ブテンのアルキル化反応を行ない、C_8アルキレートへの活性、選択性及び反応機構、等について検討した。酸強度の強い触媒ほどTrimethylpentane(TMP)の生成量は高い値を示したが、酸量の多い触媒では副反応であるクラッキングによるC_5〜C_7生成物が多く生成したためC_8選択率は低かった。SO_4^<2->/Fe_2O_3にほとんど活性が無いことから、この条件下ではH_0=-13よりも強い酸強度を必要とすると考えられる。SO_4^2-/ZrO_2にFe、Ptなどの金属を担持したものは比較的に高活性であったが、Fe、Snを担持したものではC_5〜C_7が多く生成し、Mn/SO_4^<2->/ZrO_2ではほとんどC_8Paraffinが得られなかった。すべての触媒は、C_5〜C_7、C_8paraffin、C_8olefinの順に短時間で失活したが、Pt/SO_4^<2->/ZrO_2は比較的長い時間活性を維持した。