アクセシビリティーの高い強ブレンステッド酸性固体触媒の開発と応用

易获得的强布朗斯台德酸性固体催化剂的开发及应用

基本信息

批准号：
21H01717
负责人：
片田直伸
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01717/
关键词：
ゼオライト固体酸触媒芳香族製造芳香族

项目摘要

未利用資源の有効利用などのため，大細孔に突き出た強ブレンステッド酸点を持つ触媒材料の開発を目指している．2022年度には以下の成果を得た．YFI（YNU-5）型ゼオライトについては，合成・NH4イオン交換・焼成によって酸点が広い12-12-8-ring system（以後12rS）から先に発現し，イオン交換率が高まると狭いisolated 8-ring（以後i8r）に強酸点が発現すること，脱Alでは12rSの酸点が失われ，i8rの強酸点が残ること，劣化は12rSでは起きず，外表面や有機化合物がi8rに入る場合に起きることなどがわかった．この対策の第一歩としてAgイオン交換と還元手法を開発した．他方，塩基処理によりメソ孔を形成し、続く酸処理によって脱アルミニウムを行い，有効な酸点と階層構造をあわせ持つYNU-5触媒の調製に初めて成功した．ヘキサン接触分解における炭素析出の抑制は脱Alのみでもある程度可能であったが，階層構造の導入によって触媒性能がさらに向上した．またシリカの化学蒸着によって2-メチルナフタレンメチル化で形状選択性が発現した．シリカ塩基処理MFI（ZSM-5）型ゼオライトについては，360℃程度の炭化水素溶媒共存下ではポリプロピレンと溶媒分子の分解がミクロ細孔内で進行するので形状選択性が発現し，溶媒として嵩高い分子を用いると，ポリプロピレンを全てナフサ相当の炭化水素まで分解しつつ，溶媒を回収できることがわかった．これは廃プラスチックのリサイクルのための強力な技術となる．シリカモノレイヤーについてはアルキル多環芳香族の選択的脱アルキル化によるベンゼン誘導体生成に関する総説を出版した．ゼオライト上のCoを触媒とするメタンによるベンゼンメチル化も，開いた空間に突き出す強酸点を必要とすることがわかった．

为了有效利用未使用的资源，该公司旨在开发一种催化材料，其强烈的brönstedAcid点突出成大毛孔。 In fiscal 2022, the following results were achieved: It was found that YFI (YNU-5) type zeolites are first expressed from the 12-12-8-ring system (hereinafter referred to as 12rS) with a wide acid point due to synthesis, NH4 ion exchange, and calcination, and strong acid point is expressed in the narrow isolated 8-ring system (hereinafter referred to as i8r) when the ion exchange rate增加，当去除DE-AL时，在12RS处的强酸点会丢失，在I8R处留下了强酸点，并且该降解不会在12RS时发生，而是在外表面或有机化合物进入I8R时发生的。作为此类对策的第一步，我们开发了AG ION交换和还原方法。另一方面，通过碱基处理形成了中孔的形成，然后对Dealuminium进行了随后的酸处理，并且首次将YNU-5催化剂成功制成，结合了有效的酸点和层次结构。尽管单独去除催化分解过程中的碳沉淀在催化分解过程中可以通过单独去除，但层次结构的引入进一步改善了催化性能。此外，形状的选择性通过2-甲基萘甲基化的化学蒸气沉积表现出来。关于基于二氧化硅的MFI（ZSM-5）沸石，在碳氢化合物在360°C的存在下，聚丙烯和溶剂分子的分解在微孔内进行，从而产生形状选择性。已经发现，当将笨重的分子用作溶剂时，可以在分解所有聚丙烯的同时回收溶剂到相当于NAPHTHA的碳氢化合物。这是回收废物塑料的强大技术。对于二氧化硅单层，已经发表了对苯衍生物形成的回顾，该烷基多环芳香族剂的选择性易甲基化。已经发现，用CO在沸石上催化的甲烷的苯甲酸化也需要强的酸点，将其突出为开放空间。