常温直接メタンカップリング反応のための新規協奏機能光触媒の開発

开发一种用于室温直接甲烷偶联反应的新型协同功能光催化剂

• 批准号: 19028023
• 负责人: 吉田 寿雄
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19028023/
• 关键词: メタンカップリング; 光触媒; 協奏機能; 改質反応; 二酸化炭素改質反応; 水烝気改質反応; メタン; 水素

炭素・水素の原料となるメタンは比較的豊富な天然資源である一方で,バイオガスとして再生可能な資源でもあるので有効に活用すべきであり,省資源・省エネルギーな新たなC1化学プロセスの開発が望まれる.2分子のメタンからエタンと水素を直接得るメタンカップリング反応はメタンの有効利用の観点では魅力的であるが,自由エネルギー増加の大きな吸熱反応であり通常の方法では高温を要する.しかし,光触媒は光エネルギーを反応に利用するので,室温では通常は困難である反応でさえも進行させ得る.我々は,金属酸化物種がシリカ上に孤立高分散された光触媒が本反応に有効であることを見出した.本研究では,常温直接メタンカップリング反応のための新たな協奏機能光触媒の開発をめざし,様々な光触媒を設計し,活性を評価し,光励起機構・光触媒反応機構を検討することを目的とした.その結果,シリカ上に二種類の金属酸化物を高分散担持させた場合に高活性なペアサイト(協奏機能サイト)を形成することが確認された.また,新たに半導体光触媒である酸化ガリウムも本反応に光触媒活性を示すことも見出された.更に,反応系に二酸化炭素を共存させ200℃程度に保ちながら光照射を行うと,カップリング反応に加えてメタンの二酸化炭素改質反応が競争的に進行し合成ガスを与えることが見出された.また,白金添加酸化チタンを用いると,室温で水蒸気の共存下で光照射を行うことによりメタンの水蒸気改質反応が進行し水素と二酸化炭素を生成した.その反応は,酸化チタンが光励起し基質分子を励起させ,表面中間体の形成を経て進行することも見出された.

The raw materials of carbon and water are relatively rich in natural resources, and the resources can be regenerated. The resources can be used effectively. The resources can be saved. The new C1 chemical resources can be developed directly. The molecules can be directly obtained. Free growth increases the heat absorption rate. The usual method is high temperature. Photocatalyst is usually difficult to use at room temperature. The metal acidification species is isolated and highly dispersed. This research aims at the development, design, activity evaluation and investigation of photoexcitation mechanism and photoreaction mechanism of photocatalyst with new and coordinated functions at room temperature. As a result, two kinds of metal acids are highly dispersed and supported, and the formation of high activity (concertation) is confirmed. A new semiconductor photocatalyst has been developed to demonstrate the photocatalytic activity of the catalyst. In addition, the reaction system of diacidified carbon blue shift up to 200℃, the protection of all kinds of light irradiation, the reaction system of diacidified carbon modified reaction, the reaction system of competition, the reaction system of diacidified carbon modified reaction, the reaction system of diacidified carbon modified reaction, the reaction system of diacidified carbon modified reaction. In addition, platinum acid is added to the reaction mixture, and the reaction mixture is heated to room temperature, and the reaction mixture is heated to room temperature, and the reaction mixture is heated to room temperature, and the reaction mixture is heated to room temperature. In addition, the formation of surface intermediates can be seen in the process of photoexcitation of the substrate molecules.

项目成果

酸化ガリウム光触媒によるメタン水蒸気改質反応

使用氧化镓光催化剂的甲烷蒸汽重整反应

• 发表时间: 2007
• 作者: K. Shimura;H. Itoh;H. Yoshida;吉田寿雄;Leny Yuliati ・ 伊藤秀章・吉田寿雄;志村勝也・吉田寿雄
• 通讯作者: 志村勝也・吉田寿雄

Nonoxidative Coupling of Methane over Supported Ceria Photocatalysts

• DOI: 10.1021/jp712029w
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: L. Yuliati;T. Hamajima;T. Hattori;H. Yoshida

メタン高度化学変換技術集成

甲烷先进化学转化技术合集

• 发表时间: 2008
• 作者: 小俣光司;山田宗慶
• 通讯作者: 山田宗慶

白金添加酸化ガリウム光触媒への金属イオン添加効果

添加金属离子对铂掺杂氧化镓光催化剂的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: L. Yuliati;T. Hamajima;T. Hattori;H. Yoshida;志村勝也・吉田寿雄
• 通讯作者: 志村勝也・吉田寿雄

Hydrogen Production from Methane and Water on Platinum Loaded Titanium Oxide Photocatalysts

• DOI: 10.1021/jp077314u
• 发表时间: 2008-03
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: H. Yoshida;K. Hirao;J. Nishimoto;Katsuya Shimura;S. Kato;H. Itoh;T. Hattori