報告書番号

T95011

タイトル（和文）

ギ酸メチルを経由する低温メタノール合成－酸化銅と酸化クロムの混合・摩砕処理による高活性触媒の調整－

タイトル（英文）

LOW-TEMPERATURE METHANOL SYNTHESIS VIA METHYL FORMATE -PREPARATION OF ACTIVE CATALYST BY MECHANICAL MIXING AND GRINDING OF CUO AND CR2O3-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ギ酸メチルを経由する低温メタノール合成について，ＣｕＯとＣｒ２Ｏ３の混合・摩砕によるメタノール合成活性の発現要因と反応スキームを検討した。主な結果を以下に示す。（１）ＣｕＯとＣｒ２Ｏ３の混合・摩砕処理時間とともに，メタノール空時収量が増大することを見いだした。５０～１５０時間混合したＣｕＯ／Ｃｒ２Ｏ３を用いた場合，市販の銅クロマイト触媒を凌駕する空時収量が得られ，ＣｕＯとＣｒ２Ｏ３の物理混合によって高活性触媒調製が可能であることがわかった。（２）反応前後の触媒液相中のＣｕ濃度およびＣｒ濃度はｐｐｍオーダーであり，これらが触媒として作用している可能性は低い。一方，理混合・摩砕処理によってＣｕＯとＣｒ２Ｏ３に粒子の微粒化と結晶の格子不整をもたらし，これが触媒活性の増大に寄与していることが示唆された。（３）ギ酸メチル経由メタノール合成について以下の反応スキームを提案した。まず，アルコキシドを触媒としてメタノールとＣＯからのギ酸メチル生成反応が液相中で迅速に進行する。生成したギ酸メチルはＣｕＯとＣｒ２Ｏ３のアンサンブルあるいはＣｕＣｒ２Ｏ４上で水素化され，２分子のメタノールを生成すると考えられる。

概要 （英文）

ELECTRIC UTILITIES ARE CONSIDERING USING METHANOL AS FUEL. RECENTLY,LOW-TEMPERATURE METHANOL SYNTHESIS VIA METHYL FORMATE HAS BEEN REPORTED AND ATTRACTED MUCH ATTENTION. THIS REPORT CLARIFIED METHANOL SYNTHESIS ACTIVITY BY PHYSICAL MIXING AND GRINDING OF CUO AND CR2O3 AND PROPOSES A REACTION SCHEME FOR METHANOL SYNTHESIS. THE MAIN RESULTS ARE SUMMARIZED AS FOLLWS: (1)THE SPACE TIME YIELD(STY) WASENHANCED BY MIXING AND GRINDING THE CUO AND CR2O3 SOLID-PHASE COMPONENTS OF THE CATALYST. EMPLOYING 50-150 H-MIXED CUO/CR2O3 GAVE A HIGHER STY THAN COMMERCIAL COPPER CHROMITE,INDICATING THE POSSIBILITY OF PREPARATING A HIGHLY-ACTIVE CATALYST. (2)CU AND CR CONCENTRATIONS IN THE LIQUID PHASE OF THE CATALYSTS WERE EXTREMELY LOW BEFORE AND AFTER THE REACTION,SUGGESTING THESE METAL SPECIES DO NOT ACT AS CATALYSTS. ON THE OTHERHAND,XRD ANALYSIS OF THE SOLID PHASE OF THE CATALYST INDICATED THAT PHYSICAL MIXING AND GRINDING OF CUO AND CR2O3 RESULTED IN FINE PARTICLES AND LATTICE DISORDER OF EACH CRYSTAL,INDICATING THAT IT CONTRIBUTED TO THE INCREASE OF STY. (3)THE REACTION SCHEME FOR LOW-TEMPERATURE METHANOL SYNTHESIS VIA METHYL FORMATE IS PROPOSED. FIRST,ALKOXIDE CATALYZES CARBONYLATION OF METHANOL TO METHYL FORMATE,WHICH PROCEEDS IN THE LIQUID PHASE. THEN,METHYL FORMATE IS HYDROGENATED TO TWO MOLECULES OF METHANOLON THE ENSEMBLE BETWEEN CUO AND CR2O3 OR ON CUCR2O4.

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