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水中で機能する固体酸の開発

开发在水中起作用的固体酸

基本信息

批准号：
08875148
负责人：
奥原敏夫
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

水が関わるいくつかの酸触媒反応に対するヘテロポリ酸Cs酸性塩Cs_<2.5>H_<0.5>PW_<12>O_<40>(Cs2.5)の触媒活性を検討し、Cs2.5の水中で機能する固体酸触媒(Water Tolerant Catalyst)としての可能性を検討した。昨年度すでに、Cs2.5が過剰の水存在下でのエステル加水分解に高活性であることを明らかにしている。今年度は、反応系の拡張を目的として、過剰の水存在下でのオレフィン水和と、水が生成する反応であるエステル化について検討した。2,3-ジメチル-2-ブテンの水和では、Cs2.5の触媒重量当たり活性は、他の無機固体酸のH-ZSM-5、SO_4_<2->/ZrO_2、Nb_2O_5や液体酸の硫酸やH_3PW_<12>O_<40>などと比べて高かった。工業触媒である有機樹脂アンバーリストー15との比較では、重量当たりではCs2.5が低かったが、酸量当たりの比較ではCs2.5が10倍以上高活性であった。シクロヘキセンの水和では、この反応の工業触媒であるH-ZSM-5がCs2.5を含む他の酸触媒と比べて圧倒的に高い活性を示した。これはH-ZSM-5の細孔構造と反応分子サイズとのマチングによるもので、特異なケースである。一方、アクリル酸のn-ブタノールによるエステル化では、Cs2.5は、SO_4_<2->/ZrO_2とともに無機固体酸の中では高い活性を示した(硫酸などの液体酸やアンバーリストー15など有機樹脂より低活性であった)。しかし反応系に水を添加した場合、SO_4_<2->/ZrO_2が全く失活したのに対して、Cs2.5は添加前野3/4の活性を維持した。これより、Cs2.5は水による被毒を受けにくくかつ高活性な触媒であると言える。以上の結果より、Cs2.5は、水の関わる種々の酸触媒反応に広範に適用できる、水中で機能する固体酸として有望な素材であることが明らかとなった。

The catalytic activity of Cs_<2.5>H_<0.5>PW_<12>O_<40>(Cs2.5) and the possibility of Cs2.5 as a solid acid catalyst in Water are discussed. In the presence of Cs2.5, it is highly active in water. This year, the anti-corrosion system has been expanded to meet the needs of the water and water production. The catalyst weight of 2,3-bis (2-methyl-co-2 - 3-methyl-co-2-methyl-co-2 - 2-methyl-co-2-methyl-co-2 - 3-methyl-co-2<2->-methyl-co-2 - 3-methyl-co-2 - 3-methyl-co<12>-2-methyl-co-2<40>- Industrial catalyst: organic resin: Cs2.5: low in weight, Cs2.5: 10: high in activity. H-ZSM-5 and Cs2.5 are industrial catalysts containing different acids and show high activity compared to the reaction pressure. The pore structure of H-ZSM-5 is different from that of H-ZSM-5. In addition, the organic resin has high activity in organic solid acids, such as Cs2.5, SO4<2->/ZrO2, sulfuric acid, liquid acid, and organic resin. SO_4_<2->/ZrO_2 was completely inactivated when water was added to the reaction system, while Cs2.5 remained 3/4 active when water was added. Therefore, Cs2.5 can be poisoned by water and can be a highly active catalyst. The above results show that Cs2.5 can be used as a solid acid catalyst in water.