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

基本信息

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

项目摘要

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。

我们开发了一种结合氨气温度升高（TPD）和红外光谱（IR）的方法，以通过结构和布朗斯特德和刘易斯的类型来区分酸点，然后一次测量酸含量，酸强度和酸强度分布。使用几种沸石对设备进行原型和测量。除了在布朗斯特酸点上的NH_4^+（1450cm^<-1>）外，刘易斯酸点上的NH_3（1620）和氢键合的NH_3（1650）也有吸附的氨水，也有未识别的1320-1420cm^<-1>的未鉴定的物种。使用沸石（例如冬矿）在结构与酸度之间建立了良好的关系，我们清楚地区分了骨骼中AL表达强的bronsted Acid点，并且可以通过吸气温度的差异分别看到弱的氢键物质。还有几种类型的酸性羟基，当它们被区分并准确检查时，酸强度与吸收波数之间存在相关性。这是一种揭开传统IR和催化反应之间不一致的进步。使用经过EDTA处理的USY，我们成功地观察到了由骨架外Al引起的极强酸点。有几个非常强的酸位点，不参与催化反应的强酸位点似乎被羟基包围。另一方面，我们已经成功观察并量化了羟基，这是一个非常强的酸点，可用于烷烃分解，上面的NH_4^+。这些将解释在不到前一年发现的无卤素过程中使用的优质催化剂的作用机理。另一方面，发现在此类实验过程中，WO_3/Zro_2在存在水蒸气的情况下表现出Bronsted酸度，当它用作对PD催化剂的支持，以免减少PD催化剂时，它在水蒸气的存在下表现出了出色的性能，这是一种实际情况。此外，开发了使用分子的二氧化硅化学蒸气沉积（CVD）方法，并在活性固体酸催化位点上成功覆盖了以分子形式的硅层，从而产生了形状选择性的吸附能力。