C-H活性化を利用したメタンからのメタノール合成

利用 C-H 活化从甲烷合成甲醇

• 批准号: 21K18838
• 负责人: 小林 広和
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18838/
• 关键词: メタン; 部分酸化; 酸素; 触媒

昨年度、Ru-Re/Al2O3がメタンを直接部分酸化して一酸化炭素を生成すること、ならびに活性種である低原子価Re種が酸化されやすいので安定性向上が課題であることを明らかにした。この結果をもとに、低原子価Re種を安定化させる目的で、プロトン型ゼオライト担持Re触媒を調製し、メタンの酸化的改質反応を検討した。ゼオライトの種類とSi/Al比によって触媒活性が大きく変化することが分かったため、最も高い活性が得られたRe/MORに着目し、Si/Al比の影響を調べた。その結果、Si/Al比が7.5や15と低いものは一酸化炭素と水素を高収率で与えるのに対し、Si/Al比45と120のハイシリカのものを用いると、少量の一酸化炭素を生成するのみであった。これは、Re種の還元状態が維持されているか否かによっており、Si/Al比を低くするにつれて水素ガスによる還元温度が50℃程度低下することが分かった。この結果は、酸点とRe種の相互作用の重要性を暗示しているため、どのように酸点が機能しているかラマン測定により調べたところ、未還元の触媒において、ゼオライトの酸点に水素結合したReO4-種の存在が示唆された。つまり、ゼオライトのプロトンがRe種に対して配位することにより、Re種の電子密度が低下している。このようなRe種は還元されやすいはずであり、それによって低原子価状態を安定化しているものと考えられる。DFT計算により、理論的な裏付けを試みたところ、実際に、その水素結合によりRe7+からRe4+への還元が59 kJ/molも安定化されることが分かった。

Last year, Ru - Re/Al2O3 が メ タ ン を part direct acidification し て a acidification carbon を generated す る こ と, な ら び に activity of で あ る low atomic 価 Re kind of が acidification さ れ や す い の で stability が subject upward で あ る こ と を Ming ら か に し た. こ の results を も と に, low atomic 価 Re kind of を stabilization さ せ る purpose で, プ ロ ト ン type ゼ オ ラ イ ト bear a Re catalyst を modulation し, メ タ ン の acidification of the modification of the 応 を beg し 検 た. ゼ オ ラ イ ト の kinds と Si/Al ratio に よ っ て catalytic activity が big き く variations change す る こ と が points か っ た た め, most も high い active が ら れ た Re/MOR に with mesh し, Si/Al ratio is の influence を べ た. そ の results, low Si/Al ratio 7.5 や が 15 と い も の は the acidification rate of high carbon と water element を 収 で and え る の に し seaborne, Si/Al ratio 45 と 120 の ハ イ シ リ カ の も の を with い る と, a small amount of a acidification carbon を の す る の み で あ っ た. こ れ は, Re の is yuan state が maintain さ れ て い る か no か に よ っ て お り, low Si/Al ratio を く す る に つ れ て water element ガ ス に よ る has low degree of RMB 50 ℃ temperature が す る こ と が points か っ た. こ の results は, acid と Re kind of importance の interaction の を suggested し て い る た め, ど の よ う に acid point が function し て い る か ラ マ ン determination に よ り adjustable べ た と こ ろ, did not return yuan の catalyst に お い て, ゼ オ ラ イ ト の acid point に water element combination し た ReO4 - kind が の exist in stopping さ れ た. つ ま り, ゼ オ ラ イ ト の プ ロ ト ン が Re kind of に し seaborne て ligand す る こ と に よ り, Re の electron density low が し て い る. こ の よ う な Re kind of は also yuan さ れ や す い は ず で あ り, そ れ に よ っ て low atomic state 価 を stabilization し て い る も の と exam え ら れ る. In DFT calculation に よ り, theoretical な pay け を try み た と こ ろ, the event be に, そ の water element combination に よ り Re7 + か ら Re4 + へ の yuan が 59 kJ/mol も stabilization さ れ る こ と が points か っ た.

项目成果

ゼオライト担持Re触媒を用いたメタンの酸化的改質反応

沸石负载Re催化剂的甲烷氧化重整反应

• 发表时间: 2021
• 作者: 加藤寿也;小林広和;福岡淳
• 通讯作者: 福岡淳

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モルデナイト担持Re触媒を用いたメタンの酸化的改質反応における担体効果

丝光沸石负载Re催化剂在甲烷氧化重整反应中的负载效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 加藤寿也;Lingcong Li;福岡淳;小林広和
• 通讯作者: 小林広和

ゼオライト担持金属触媒による メタンの酸化的改質反応

沸石负载金属催化剂的甲烷氧化重整反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林広和;Lingcong Li;加藤寿也;福岡淳
• 通讯作者: 福岡淳