新規シリカ系光触媒によるメタンの転化反応

使用新型二氧化硅光催化剂进行甲烷转化反应

• 批准号: 10875159
• 负责人: 服部 忠
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875159/
• 关键词: メタン転化; カップリング; 光反応; シリカアルミナ; 発光サイト

メタンは石油の代替資源として注目され、その高選択的な転化方法の開発が望まれている。O_2などの酸化剤を用いない非酸化的メタンカップリングは100%の選択率が期待されるが、熱力学的に非常に困難である。本研究では、光触媒による新たなメタン転化反応系の開発を目的とし、リン光を発するシリカアルミナ上での非酸化的メタン光カップリング反応を試み、その可能性と活性サイトについて検討した。1073Kで真空排気をしたシリカアルミナ上では気相に多くのC2以上の炭化水素が生成し、その収率(ca.4.5%)は過去の報告より二桁以上高かった。まだ、光反応中に化学量論量のH_2が生成していた。一方、アルミナ単独では生成物が吸着し、回収に熱脱離過程が必要であった。これよりシリカアルミナを用いることで、今まで不可能であった光反応のみでの生成物回収が可能となり、触媒的に反応を進行させる大きな手がかりとなることが分かった。シリカアルミナ上には複数の発光サイトが存在するが、Al濃度の違いや前処理温度の影響から、微細構造を伴うリン光スペクトルを示す発光サイトが活性点であることが示唆された。実際にリン光スペクトルのCH_4消光実験を行ったところ、消光の度合いはN_2の7倍であった。また、反応における有効波長も消光実験の結果とよく一致した。これより、この発光サイトとCH_4は物理衝突以上の相互作用を持ち、照射光により励起されたエネルギーがCH_4に移行し、活性化されていることが示唆される。さらに微細構造を伴うスペクトルが優先的に消光されていることから、このサイトとCH_4の相互作用は大きく、本反応における活性点であることが示唆された。

メ タ ン は oil の instead of resources と し て attention さ れ, そ の high sentaku な planning method の open 発 が hope ま れ て い る. O_2 な ど の acidification tonic を い な い of acidification メ タ ン カ ッ プ リ ン グ は 100% の sentaku rate が expect さ れ る が, thermodynamics に very difficult に で あ る. This study で は, photocatalytic に よ る new た な メ タ ン planning of the anti 応 の open 発 を purpose と し, リ ン light を 発 す る シ リ カ ア ル ミ ナ on で の of acidification メ タ ン light カ ッ プ リ ン グ anti 応 を み, そ の possibility と active サ イ ト に つ い て beg し 検 た. 1073 k で vacuum exhaust 気 を し た シ リ カ ア ル ミ ナ on で は 気 phase に more く の C2 above の が coking water element generated し, そ の 収 rate (ca. 4.5%) は past の report よ り high more than two girder か っ た. In まだ and the light reaction 応, the chemical quantification of に H_2が generates <s:1> て て た た た た た. On one side, ア ア ナ単 ナ単 ナ単 is unique to で で products が that absorb <s:1> and reabsorb に heat, and the separation process が is necessary であった. こ れ よ り シ リ カ ア ル ミ ナ を with い る こ と で, today ま で impossible で あ っ た light anti 応 の み で の products back 収 が may と な り, catalytic に anti 応 を for さ せ る big き な hand が か り と な る こ と が points か っ た. On シ リ カ ア ル ミ ナ に は plural の 発 light サ イ ト が exist す る が, Al concentration の violations い や 処 before Richard temperature の か ら and micro structure を う リ ン light ス ペ ク ト ル を shown す 発 light サ イ ト が active point で あ る こ と が in stopping さ れ た. The actual にリ を light スペ <s:1> ト ト ト ト ト <s:1> <s:1> CH_4 extinction actual を ったと ろ ろ ろ ろ, and the extinction <s:1> degree is 7 times that of the <s:1> スペ N_2 であった. The <s:1> results of the experiments on the extinction of the effective wavelengths of また and 応における are とよく consistent with that of た た. こ れ よ り, こ の 発 light サ イ ト と CH_4 は physical conflict over の interaction を hold ち, irradiation light に よ り wound up さ れ た エ ネ ル ギ ー が CH_4 に transitional し, active さ れ て い る こ と が in stopping さ れ る. さ ら に fine-structure を with う ス ペ ク ト ル が priority に extinction さ れ て い る こ と か ら, こ の サ イ ト と CH_4 の interaction は big き く, this reverse 応 に お け る active point で あ る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

Y.Kato ら: "Photoinduced non-oxidative coupling of methane over silica-alumina and alumina around at room temperature" Chem.Commun.2389-2390 (1998)

Y. Kato 等人：“室温下二氧化硅-氧化铝和氧化铝上甲烷的光诱导非氧化偶联”Chem.Commun.2389-2390 (1998)