メタンと二酸化炭素からの選択的C_2炭化水素合成

由甲烷和二氧化碳选择性合成C_2烃

基本信息

批准号：
09750858
负责人：
朝見賢二
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750858/
关键词：
メタン二酸化炭素触媒希土類アルカリ土類

项目摘要

本研究は、天然ガスの化学的利用の観点から、その主成分であるメタンと二酸化炭素からエタン、エチレンのC2炭化水素を選択的に合成するための触媒開発の基礎研究として2年間の予定で行った。本年度の研究では、前年度の成果を踏まえ、プラセオジム-アルカリ土類複合系触媒の中で、本反応に最も効果的であったストロンチウム複合触媒(Pr-Sr触媒)について、反応条件の最適化と調製法の効果を調べた。以下に本年度の研究実績の概要をまとめた。(1) 前年度の研究で最も優れた触媒性能を与えた、沈殿法により調製したPr-Sr触媒(モル比50:50)を用い、反応温度、接触時間、反応ガス組成など反応条件の違いによる影響を詳細に検討した。その結果、反応温度900℃において、C2炭化収率約2.5%という高い値が得られた。また、反応のスキームについても明らかにした。(2) Pr-Sr触媒の調製法、特に酸化物前駆体の水酸化物沈殿生成時のpH条件や、水洗の及ぼす影響について調べた。その結果、Pr-Sr混合硝酸塩水溶液にアンモニア水を添加して沈殿を得る際のpHは9付近が最適であり、これより高くても、低くても触媒の活性、選択性が低下した。また、水洗をせず、そのまま空気焼成して酸化物触媒を得た方が優れた触媒性能を与えることも分かった。(3) X線回折測定の結果では、前項のようにして調製法を変化させた触媒間には、いずれも酸化物の結晶構造に違いがみられなかった。このことより、前述の触媒性能の違いは、酸化物生成時の残留イオンの種類や量が異なるためと推察された。

从天然气化学利用的角度来看，这项研究预计将持续两年，以开发以甲烷和二氧化碳为主要成分选择性合成乙烷和乙烯等C2烃的催化剂。在今年的研究中，我们在前一年的成果的基础上，优化了锶复合催化剂（Pr-Sr催化剂）的反应条件，在镨-碱土复合催化剂中，该催化剂对于该反应是最有效的。对其制备方法进行了研究。以下是今年研究成果的总结。 (1) 采用前一年研究中催化性能最好的沉淀法（摩尔比50:50）制备的Pr-Sr催化剂，考察了反应温度、接触时间、反应等反应条件的差异。详细研究了这种气体成分的影响。结果，在900℃的反应温度下获得了约2.5%的高C2碳化收率。反应方案也得到阐明。 (2)研究了Pr-Sr催化剂的制备方法，特别是氧化物前驱体氢氧化物沉淀过程中的pH条件和水洗的影响。结果发现，当向Pr-Sr混合硝酸盐水溶液中添加氨水以获得沉淀时，pH值在9左右是最佳的，当pH值高于或低于该值时，催化剂活性和选择性降低。还发现通过空气煅烧而不用水洗涤获得氧化物催化剂具有优异的催化性能。 (3)根据X射线衍射测量结果，改变制备方法的催化剂中氧化物晶体结构没有观察到差异。由此推断，上述催化剂性能的差异是由于氧化物生成过程中残留离子的类型和数量的差异造成的。