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プロトン導電体メンブレン反応器を用いたメタンの水による高速酸化カップリング反応

使用质子导体膜反应器进行甲烷与水的快速氧化偶联反应

基本信息

批准号：
09215205
负责人：
藤元薫
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

メタンの酸素による酸化カップリング反応はC2炭化水素収率に限界があることが示されてきた。これに対して、その反応中間体の過度の酸化を抑制するために水を酸化剤とした酸化カップリング反応用の触媒を開発してきた。メタンの水による酸化カップリング反応(2CH_4+2^*H_2O→C_2H_4+2^*H_2+2H_2)は平衡的な制約をうけるため、本研究においては、プロトン導電体メンブレン反応器を用い、反応中に水素を選択的除去し、平衡転化率を超える高収率を得ること目的とした。本研究においては、メタンの水による酸化カップリング反応用の触媒と、プロトン導電体酸化物メンブレン反応器を組み合わせた反応システムの開発を行う。触媒は、本研究者により開発されたSrTi_<1-x>Mg_xO_<3-δ>を用いる。特にこの反応システムでは、メタンからの炭素析出を生じやすい電極を用いないため、混合導電性が重要となる。用いるメンブレン反応器は、プロトン導電体として知られているSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_3からなる管型のものを用い、管内に触媒をつめ、メタンと水をフィードし、管の外部に空気を流通させ、透過してきたプロトンを水に転換する。反応装置の製作、水素透過速度測定、触媒反応試験、触媒ーメンブレン反応器における反応条件の最適化などを行った。触媒ーメンブレンシステムにおいては、触媒のみを用いた場合と比較して約5倍の収率向上が観測された。

C2 Carbonized water content limit This is the first time that a catalyst has been developed to inhibit excessive acidification of the reaction intermediate. In this paper, the author studies the effects of water acidification on the equilibrium (2CH_4+2^*H_2O→C_2H_4+2^*H_2+2H_2), the removal of water element, the equilibrium conversion rate and the high recovery rate. This study is aimed at the development of a catalyst, a catalyst The catalyst, SrTi_<1-x>Mg_xO_<3-δ>, was developed by our researcher. In particular, carbon deposition in the reaction system and mixed conductivity are important for electrode applications. In this paper, the author discusses the application of SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_3 in the reactor, the catalyst in the tube, the water in the reactor, the air flow in the outside of the tube, and the water exchange through the reactor. Production of reaction device, determination of water transmission rate, catalyst reaction test, optimization of reaction conditions for catalyst reaction device The catalyst system was developed in a way that was about 5 times higher than the catalyst system.