ハロゲンフリープロセスのための触媒反応場設計

无卤工艺催化反应场地设计

• 批准号: 13126213
• 负责人: 片田 直伸
• 金额: $ 6.85万
• 依托单位: Tottori University
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13126213/
• 关键词: 固体酸触媒; アンモニアIR-TPD; ゼオライト; 水蒸気; パラフィンクラッキング; NO還元; Pd; WO_3; ZrO_2; カーバメート合成; Al; メソポーラスシリカ; ノンハロゲン化学; 炭酸ジメチル; フリーデルクラフツ反応; ベータゼオライト; アニリン合成; Ga; ZSM-5触媒; ハロゲンフリープロセス; アンモニア

アンモニア昇温脱離(TPD)と赤外分光(IR)を組み合わせ、酸点を構造やBronsted・Lewisの種別によって区別した上で酸量・酸強度・酸強度分布を一度に測定する方法を開発した。装置を試作し、いくつかのゼオライトで測定を行った。アンモニアの吸着種にはBronsted酸点上のNH_4^+(1450cm^<-1>)、Lewis酸点上のNH_3(1620)、水素結合したNH_3(1650)に加えて、従来見過ごされてきた1320〜1420cm^<-1>の未同定の種が存在した。モルデナイトなど構造と酸性質の関係が確立されているゼオライトを用いて、骨格内Alによって強いBronsted酸点が発現し、これとは別に弱い水素結合種が見られることを、脱離温度の違いによって明確に区別した。酸性水酸基にも複数種があり、これらを区別して正確に調べると、酸強度と吸収波数には相関があった。このことは、従来のIRと触媒反応の間の矛盾を解き明かす進歩であった。EDTA処理USYなどを用いて、骨格外Alに起因する非常に強い酸点の観察に成功した。非常に強い酸点には複数種があり、強いけれども触媒反応に関与しない酸点は周囲を水酸基で囲まれているようである。一方、アルカン分解などに有用な非常に強い酸点そのものである水酸基や、その上のNH_4^+の観察と定量に成功した。これらによって前年度までに見出したハロゲンフリープロセスに用いる優れた触媒の作用機構を説明できるであろう。一方、このような実験の過程でWO_3/ZrO_2が水蒸気存在下でBronsted酸性を示すことを見出し、NO還元のためのPd触媒の担体として用いたところ、実用条件である水蒸気共存下で優れた性能を示した。また、分子を鋳型とするシリカの化学蒸着(CVD)法を開発し、分子の形の細孔を残したシリカ層で固体酸触媒活性点の周囲を覆うことに成功し、形状選択的な吸着能を得た。

ア ン モ ニ ア heat from outside (TPD) と red spectral (IR) を group み close わ せ, acid point を structure や Bronsted Lewis の kind に よ っ て difference し た on で acid amount, acid strength, acid strength distribution を once に determination す る method を open 発 し た. The device を is used to make a を test, and the を く く く ラ ゼ ラ ラ トで トで are determined by を rows った. ア ン モ ニ ア の sorption of に は Bronsted acid point の NH_4 ^ + (1450 cm ^ < - > 1), and Lewis acid の NH_3 (1620), water element combination し た NH_3 (1650) に え て, 従 seen ご さ れ て き た 1320 ~ 1420 cm ^ < 1 > の failed with の kind し が exist Youdaoplaceholder0. モ ル デ ナ イ ト な ど construction と acid properties の が masato department establish さ れ て い る ゼ オ ラ イ ト を with い て, bone cell Al に よ っ て strong い Bronsted acid point が 発 し, こ れ と は don't に weak い water element combination of が see ら れ る こ と を, from temperature の violations い に よ っ て に clear distinction し た. Acidic water acid radical に も plural kinds of が あ り, こ れ ら を difference し て right control に べ る と, acid strength と 収 absorption wavenumber に は phase masato が あ っ た. The と と and 従 are used to solve the <s:1> contradiction between <s:1> by the <s:1> IRと catalyst to counteract the 応. The を solution of を clarizes the す す progression であった. EDTA 処 Richard USY な ど を with い て, bone especially Al に cause す る very strong に い acid point の 観 examine に success し た. Very strong に い acid point に は plural kinds of が あ り, strong い け れ ど も catalyst against 応 に masato and し な い acid point は weeks 囲 を water acid radical で 囲 ま れ て い る よ う で あ る. Party, ア ル カ ン decomposition な ど に な very useful に い acid point そ の も の で あ る water acid base や, そ の on の NH_4 ^ + の 観 examine と quantitative に successful し た. こ れ ら に よ っ て before annual ま で に shows し た ハ ロ ゲ ン フ リ ー プ ロ セ ス に with い る optimal れ た catalyst の role institutions を illustrate で き る で あ ろ う. Party, こ の よ う な be 験 の process で WO_3 / ZrO_2 が で in the presence of water steam 気 Bronsted acid を shown す こ と を see し, NO also yuan の た め の Pd catalyst の supporter と し て in い た と こ ろ, be in the conditional で あ る water steam 気 coexistence で under optimal れ た performance を shown し た. Type ま た, molecular を where と す る シ リ カ の chemical vapor with (CVD) method を open 発 し, molecular の の pores を residual し た シ リ で カ layer of solid acid catalyst activity week point の 囲 を cladding う こ と に success し, shape, sentaku な sorption can を た.

项目成果

丹羽幹, 片田直伸: "アンモニア昇温脱離法によるゼオライトと金属酸化物薄層の固体酸性質"表面科学. (印刷中).

Miki Niwa，Naonobu Katada：“通过氨程序升温脱附法测定沸石和金属氧化物薄层的固体酸性质”表面科学（正在出版）。

Naonobu Katada, Sachiko Akazawa, Miki Niwa: "Improvement of Selectivity in Specific Adsorption by Addition of Acetic Acid during Chemical Vapor Deposition of Silicon Alkoxide to Form a Silica Overlayer with Molecular Sieving Property."Adv.Mater., Chem.Vap

Naonobu Katada、Sachiko Akazawa、Miki Niwa：“通过在硅醇盐化学气相沉积过程中添加乙酸以形成具有分子筛分特性的二氧化硅覆盖层，提高特定吸附的选择性。”Adv.Mater.，Chem.Vap

R.Yoshimoto, K.Okumura, M.Niwa: "Catalytic Activity of Pd Loaded on WO3/Al2O3 for NO-CH4-O2 in the Presence of Water Vapor"Catal.Today. 84. 159-164 (2003)

R.Yoshimoto、K.Okumura、M.Niwa：“WO3/Al2O3 上负载的 Pd 在水蒸气存在下对 NO-CH4-O2 的催化活性”Catal.Today。

K.Okumura, M.Niwa: "Support Effect of Zeolite on the Methane Combustion Activity of Palladium"Catal.Surv.Japan. 43. 13-21 (2002)

K.Okumura、M.Niwa：“沸石对钯甲烷燃烧活性的支持作用”Catal.Surv.Japan。

Hiroto Matsuura, Naonobu Katada, Miki Niwa: "Additional Acid Site on the HZSM-5 Treated with Basic and Acidic Solutions as Detected by Temperature Programmed Desorption of Ammonia"Micro-.Mesoporous Mater.. 66, 2-3. 283-296 (2003)

Hiroto Matsuura、Naonobu Katada、Miki Niwa：“通过氨程序升温脱附检测到用碱性和酸性溶液处理的 HZSM-5 上的附加酸位点”微介孔材料.. 66, 2-3。