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パワフルな有機合成を実現するカプセル型触媒の開発

开发用于强效有机合成的胶囊型催化剂

基本信息

批准号：
20037024
负责人：
椿範立
金额：
$ 2.37万
依托单位：
University of Toyama
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20037024/
关键词：
触媒ゼオライト DME 石油代替燃料合成ガス GTL C1化学カプセル触媒膜

项目摘要

本研究では,従来の触媒膜の生成技術で困難である大きな面積を持つゼオライト膜の製造を避け,容易な小さな触媒粒子の表面にゼオライト膜を生成させ,ゼオライト膜を持つカプセル型の触媒反応場を設計した。コアの触媒とシェルのゼオライト触媒膜に別々の反応及びin situ分離機能を与え,新しい触媒反応インテグレーションシステムの創成,およびシンプルかつミクロ化した反応分離プロセスを追求する。各種ゼオライト膜及びメソポーラス膜を触媒ペレット表面へ構築し,より多彩なカプセル触媒の実現とともに,連続反応をはじめ,複数の化学反応を一括完成できる普遍的システムを追及する。本年度は,ジメチルエーテル(DME)の直接合成用カプセル触媒を合成した。この触媒はコアにメタノール合成触媒,シェルに固体酸触媒(HZSM-5)を持つカプセル触媒で,合成ガスはコアの触媒でメタノールを生成し,シェルのHZSM-5の酸触媒作用により,脱水反応を受け,DMEを生成する。本研究ではコアにメタノール合成触媒であるCuZnOペレット触媒を用い,先ずアルミナを含まないシリケート膜を水熱合成で調製してから,HZSM-5膜を調製しカプセル触媒を合成した。DMEの合成反応を行うと,カプセル触媒は総炭素転化率は21.0%とそれほど高くなかったが,DMEの選択率は78.6%と,ICI触媒とゼオライトの物理混合触媒の40.5%よりもはるかに高かった。カプセル触媒では生成する全てのメタノールは必ずゼオライトの細孔を通って脱水反応を受けるのに対して,物理混合触媒ではメタノールは拡散によってのみゼオライトの細孔に入り,脱水反応を受けるため,一部のメダノールしか脱水反応を受けないため,カプセル触媒の方がDMEの選択率が高くなると考えられた。以上,本研究により合成ガスから直接DMEを合成するカプセル触媒の合成に成功した。

In this study, it is difficult to form catalyst film in the past, but it is easy to form catalyst film on the surface of small catalyst particles, and it is difficult to design catalyst reaction field. The catalyst membrane has different reaction and separation functions, and the catalyst membrane has different reaction and separation functions. The catalyst membrane has different reaction and separation functions. All kinds of catalyst films and coatings are widely used. This year, the catalyst for direct synthesis of DME was synthesized. The catalyst is a solid acid catalyst (HZSM-5). The catalyst is used as a catalyst for the synthesis of dimethyl ether (DME). In this study, CuZnO catalyst was used as catalyst for hydrothermal synthesis of HZSM-5 film. DME synthesis reaction rate was 21.0% for all carbon catalysts, DME selectivity rate was 78.6% for all carbon catalysts,ICI catalyst was 40.5% for all carbon catalysts. All kinds of catalysts are produced in different ways. The selectivity of DME is high in different ways. In this study, direct DME synthesis was successfully carried out.