マイクロ波加熱に適したゼオライト–炭素複合触媒Zeolite–Carbon Composite Catalysts for Microwave Heating
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近年,マイクロ波加熱を利用した化学反応が注目されている。マイクロ波を利用することにより通常の加熱に比べて低温で速く反応が進行するなどの利点がある。固体触媒がマイクロ波を吸収できる場合,実際に反応が進行する場所である触媒のみを加熱し,反応器や溶媒を加熱する必要がないため,エネルギーの削減ができる。しかし,工業触媒としてよく使用されているゼオライトはマイクロ波照射によりほとんど加熱されない。マイクロ波を良く吸収する炭素とゼオライトを複合化することにより,マイクロ波加熱に適したゼオライト触媒を調製した。ゼオライト中の一部の細孔に炭素を充填することによりゼオライト粒子の内部から加熱され,反応が進行する場所であるゼオライト触媒のみを加熱できた。また,ゼオライト触媒の内部から加熱されることにより,触媒内部での反応が主に進行した。その結果,外表面での反応が抑制され,形状選択性を向上させることができた。
Chemical reactions utilizing microwave heating have gained much attention recently, because compared to conventional heating, microwave heating increases reaction rate and reduces the temperature. When solid catalysts have the ability to absorb microwaves, heating only the catalyst, which is an actual reaction area, reduces energy consumption because it becomes unnecessary to heat the reactor and solvent. However, zeolites, which are often used as industrial catalysts, are difficult to heat via microwave radiation. Zeolite catalysts suitable for microwave heating were developed by forming composites of zeolites with carbon, enabling them to absorb the microwave effectively. When the zeolite pores were partially filled with carbon, the internal part of the zeolite particles could be heated by microwaves; moreover, only the zeolite catalyst over which the reaction occurred was heated. Thus, the catalytic reaction primarily occurred within the catalyst itself as it was heated from the inside. Consequently, unselective reactions catalyzed by acid sites on the external surface of the zeolites were inhibited, improving the shape selectivity.
キーワード:マイクロ波加熱;炭素;FAU;MWW;形状選択性
Key words: microwave heating; carbon; FAU; MWW; shape selectivity
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