ゼオライトナノクリスタル触媒の開発と構造性活性点触媒反応システムへの展開

沸石纳米晶催化剂的研制及其在结构活性中心催化反应体系中的应用

• 批准号: 08J01953
• 负责人: 岩貝 和幸
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01953/
• 关键词: 単分散ゼオライトナノクリスタル; 構造性活性点; 水; 界面活性剤; 有機溶媒溶液; 構造性活性点触媒反応システム; 外表面酸点の不活性化; アセトンからのオレフィン合成; 構造体触媒反応システム; 積層触媒膜

ナノクリスタル合成〜新たな構造性活性点の創製として水/界面活性剤/有機溶媒溶液を用いた単分散ゼオライトナノクリスタル合成法をMOR型に適用し合成条件を検討した。MOR型ナノクリスタル合成ではナノサイズ化の目標であるシリカライトナノクリスタルと同様の粒子径60nmを達成することができた。構造性活性点触媒反応システムへの展開〜ZSM-5ナノクリスタルでは結晶サイズがナノスケールであるため結晶外表面酸点量が多いよって、外表面酸点を不活性化した場合、大半の酸点が不活性化され反応活性が著しく低下する可能性がある。本年度は酸点量と結晶サイズが異なるZSM-5を合成し、外表面酸点を不活性化してアセトンからのオレフィン合成を行い、酸点量と結晶サイズの影響を明らかにすることができた。外表面酸点を不活性化したZSM-5ナノクリスタルではアセトン転化率がほぼ100%を維持し、芳香族の選択率を減少させ、オレフィン選択率を向上させることに成功した。構造体触媒反応システムへの応用〜粒子径が50nmのZSM-5ゼオライトナノクリスタルを積層した触媒膜を用いてZSM-5ゼオライトナノクリスタルの外表面酸点を不活性化における影響について検討した(MTO反応)。外表面酸点を不活性化することによりZSM-5ナノクリスタルを積層した触媒膜は転化率68%、オレフィン選択率43%を長時間にわたって達成した。積層膜の改良で触媒層機能を強化することにより高選択性をいかしたまま転化率の向上を達成することができた。

纳米晶体合成：为了创建一个新的结构活性位点，将使用水/表面活性剂/有机溶剂溶液的单分散沸石纳米晶体合成方法应用于MOR类型，以研究合成条件。 MOR型纳米晶体合成的粒径为60 nm，类似于硅氧石纳米晶体，这是纳米化的目的。发展为结构活性位点催化反应系统 - 因为ZSM -5纳米晶体的晶体大小为纳米级，因此晶体上的外表面酸点的量很大，因此，如果外表面酸点被灭活，则大多数酸点可能被灭活，从而导致反应活性的显着降低。今年合成了具有不同酸点含量和晶体大小的ZSM-5，并通过灭活外表面酸斑点进行了丙酮的烯烃合成，使我们能够阐明酸点含量含量和晶体大小的影响。在具有外表面酸点灭活的ZSM-5纳米晶体中，丙酮转化率几乎保持了100％，从而降低了芳族选择性并提高了烯烃的选择性。在结构催化反应系统中的应用 - 研究了使用由堆叠的ZSM-5沸石纳米晶体制成的催化剂膜灭活ZSM-5沸石纳米晶体的外表面纳米晶体的影响（MTO反应）。催化剂膜用ZSM-5纳米晶体层压，在很长一段时间内长期转化，烯烃的选择性达到了43％。通过通过改善层压层来增强催化剂层的功能，可以提高转化率，同时仍然利用高选择性。