La_(0.7)Ca_(0.3)AlO_(3-δ)を触媒とした電場印加触媒反応における二酸化炭素を用いたメタン酸化力ップリング

摘要

メタン酸化カップリング（以下OCM）は，メタンからエチレンを直接合成できるプロセスであり，天然ガスを付加価値の高い化学原料に変換できる方法として注目に値する．しかし，メタンは正四面体の構造を持つ非常に安定な物質であるため活性化には高温条件を必要とする．一方でC2生成物はメタンより反応性が高いため，このような高温条件下では非選択的·逐次的酸化によりCOxが生じC2選択率が低下する．そこで酸素に比べ反応性が低い二酸化炭素を酸化剤に用いたメタン酸化カップリング（以下CO2－OCM）に注目しC2選択率の向上を狙った．また，電場という高密度な外部エネルギーを触媒層に投入することで，423Kという低温で活性を向上することに成功した．種々の酸化物触媒をスクリーニングした結果，ベロブスカイト型酸化物であるLa_(0.7)Ca_(0.3)AlO_(3-δ)（以下LCAO）において高いC2収率を達成した．本発表ではLCAOの電場CO2－OCMにおける活性点の検討を行うためにCa添加効果に注目し，LaAlO3のAサイトへのCa置換量変化試験と，LCAOへのCa担持量変化試験を行った．また種々のキャラクタリゼーションを行い，電場CO2－OCMにおけるCaの役割についても検討した．