低級炭化水素-水混合気体の選択的光酸化

低级烃-水气混合物的选择性光氧化

• 批准号: 01550626
• 负责人: 小倉 興太郎
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550626/
• 关键词: 低級炭化水素; メタン; エタン; 光化学反応; ヒドロキシルラジカル; ESR; メトキシラジカル; アミノメチルラジカル

天然ガスの主成分であるメタンを含む低級炭化水素は自然界に豊富に存在する。また、メタンはバイオテクノロジ-を応用すれば、石油と異なって循環性のある炭素資源とみなすことができる。しかるに、低級炭化水素は化学的にきわめて不活性であるので、ほとんど燃料として消費しているのが現状である。本研究においては、メタンおよびエタンを水蒸気やアンモニアの存在において光化学的に高付価価値物質に転化することを目的とし、メタノ-ル、エタノ-ル、メチルアミン、エチレンジアミン等の物質が高収率で得られることが明らかになった。本研究は2種類の実験から成っているが、それぞれの成果について以下説明する。(i)炭化水素-水混合系の光酸化。-メタンと水蒸気から成る混合気体を低圧水銀ランプを用いて光分解するとメタノ-ルやホルムアルデヒドを主成分とする生成物が得られた。これは、水の光分解によって発生したOHラジカルがメタンから水素を引き抜き、生成するメチルラジカルを出発物質とする2次光化学反応によるものである。エタン-水系の場合にはエタノ-ル、アセトアルデヒドなどが主生成物であった。この転換においても、OHラジカルによる水素引き抜きが一連のラジカル反応のキ-反応であった。両反応において、生成物の定量分析を行い、反応速度、量子収率を求め、反応機構を検討した。(ii)光酸化反応中間体のESRによる検出。-光反応において生成する常磁性種をニトロソ化合物やナイトロン化合物に付加させ、ニトロキシドとして安定化し、そのESRスペクトルを測定することによって被捕捉種の同定を行った。メタン-水系においては、OCH_3ラジカルの存在が明らかになった。この系にアンモニアを添加するとOCH_3ラジカルの外にアミノメチルラジカルも検出された。これらの知見をもとにメタンおよびエタンの光化学反応による活性化機構を明らかにした。

The main component of the natural ガス <s:1> is であるメタ を を を, which contains む low-level carbonized hydroquinone する. It is abundant in nature に and に exists in する. ま た, メ タ ン は バ イ オ テ ク ノ ロ ジ - を 応 with す れ ば, oil と different な っ て cyclical の あ る carbon resources と み な す こ と が で き る. し か る に, low-level coking water element は chemical に き わ め て not active で あ る の で, ほ と ん ど fuel と し て consumption し て い る の が status quo で あ る. This study に お い て は, メ タ ン お よ び エ タ ン を water steam 気 や ア ン モ ニ ア の is に お い て photochemical に high pay 価 に 価 numerical material planning the す る こ と を purpose と し, メ タ ノ ル, エ タ ノ ル, メ チ ル ア ミ ン, エ チ レ ン ジ ア ミ ン が の material such as high rate of 収 で ら れ る こ と が Ming ら か に な っ た. The following is an explanation of the する 2 types of <s:1> experiments in this study: って ら results, って るが るが, それぞれ それぞれ results, に する て て て する する. (i) Carbonized hydrovegein-water mixed system with light acidification. - メ タ ン と water steam 気 か ら mixed into る 気 body を low 圧 mercury ラ ン プ を with い て photolysis す る と メ タ ノ - ル や ホ ル ム ア ル デ ヒ ド を principal component と す る products が must ら れ た. こ れ は, water の light decomposition に よ っ て 発 raw し た OH ラ ジ カ ル が メ タ ン か ら water element を lead き sorting き, generate す る メ チ ル ラ ジ カ ル を と 発 substance す る photochemical twice against 応 に よ る も の で あ る. Youdaoplaceholder0 エタノ- water system <s:1> occasion に エタノ エタノ- が, アセトア デヒドな デヒドな が が main product であった. こ の planning in に お い て も, OH ラ ジ カ ル に よ る water element lead き sorting き が for の ラ ジ カ ル anti 応 の キ - anti 応 で あ っ た. Struck the 応 に お い て, product line を い の quantitative analysis, the 応 speed, quantum 収 rate を め, anti 応 agency を beg し 検 た. (ii) Photoacidification of the 応 intermediate <s:1> ESRによる検 is produced. - light anti 応 に お い て generated す る paramagnetism of を ニ ト ロ ソ compound や ナ イ ト ロ ン compound に plus さ せ, ニ ト ロ キ シ ド と し て stabilization し, そ の ESR ス ペ ク ト ル を determination す る こ と に よ っ て trapped with fixed を の rows っ た. The メタ <e:1> - water system にお て て て にお, OCH_3ラジカ and have が light ら ラジカ になった. こ の is に ア ン モ ニ ア を add す る と OCH_3 ラ ジ カ ル の outside に ア ミ ノ メ チ ル ラ ジ カ ル も 検 out さ れ た. こ れ ら の knowledge を も と に メ タ ン お よ び エ タ ン の photochemical anti 応 に よ る activeness institutions を Ming ら か に し た.

项目成果

右田たい子,茶木哲,中山雅晴,小倉興太郎: "光化学反応気体中に生成するラジカル中間体検出へのスピントラップ-ESR法の応用" 日化. 1233-1239 (1989)

Taiko Migita、Satoshi Chaki、Masaharu Nakayama、Kotaro Ogura：“应用自旋陷阱-ESR 方法检测光化学反应气体中产生的自由基中间体” Nikka 1233-1239 (1989)。

K.Ogura,C.T.Migita,Y.Ito: "Combined Photochemical and Electrochemical Oxidation of Methane." J.Electrochem.Soc.137. 500-503 (1990)

K.Ogura、C.T.Migita、Y.Ito：“甲烷的光化学和电化学氧化相结合。”

小倉興太郎: "無機化学概論" 丸善株式会社, 252 (1990)

小仓幸太郎：《无机化学概论》丸善株式会社，252（1990）

K.Ogura,C.T.Migita,T.Yamada: "Photolysis of the CH_4-NH_3-H_2O Mixture:Formation of Methylamine and Ethylenediamine." J.Photochem.Photobiol.A. 49. 53-61 (1989)

K.Ogura、C.T.Migita、T.Yamada：“CH_4-NH_3-H_2O 混合物的光解：甲胺和乙二胺的形成。”

K.Ogura,C.T.Migita,T.Yamada: "Kinetics of the Photochemical Reactions of Gas Mixtures of Methane and Water,and the Effects of Added Oxygen" J.Photochem.Photobiol.A.

K.Ogura、C.T.Migita、T.Yamada：“甲烷和水气体混合物的光化学反应动力学以及添加氧气的影响”J.Photochem.Photobiol.A。