徳島大学 教育・研究者情報データベース(EDB)

1. 徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.応用化学系.化学プロセス工学分野(2017年4月1日〜)
2. 徳島大学.先端技術科学教育部.物質生命システム工学専攻.化学機能創生コース.化学プロセス工学講座(2012年4月1日〜)

1. 杉山 茂

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2. (英) Hayashi Yasunori / (日) 林 泰範 / (読) はやし やすのり

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   学籍番号	推奨	****

3. (英) Okitsu Ikumi / (日) 沖津 育実 / (読) おきつ いくみ

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   学籍番号	推奨	****

4. 霜田 直宏([徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.応用化学系.化学プロセス工学分野]/徳島大学.理工学部.理工学科.応用化学システムコース.化学プロセス工学講座/徳島大学.工学部.化学応用工学科.化学プロセス工学講座/徳島大学.先端技術科学教育部.物質生命システム工学専攻.化学機能創生コース.化学プロセス工学講座)

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5. 加藤 雅裕([徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.応用化学系.化学プロセス工学分野]/[徳島大学.理工学部.理工学科.応用化学システムコース.化学プロセス工学講座])

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6. 古部 昭広([徳島大学.ポストLEDフォトニクス研究所]/[徳島大学.理工学部.理工学科.光システムコース.光機能材料講座])

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7. (英) Kato Yuki / (日) 加藤 裕樹 / (読) かとう ゆうき

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8. (英) Ninomiya Wataru / (日) 二宮 航 / (読) にのみや わたる

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(英) Oxidative Dehydrogenation of Methane When Using TiO2- or WO3-Doped Sm2O3 in the Presence of Active Oxygen Excited with UV-LED

(日) UV-LED照射で発生した活性酸素存在下におけるTiO2およびWO3で修飾した酸化サマリウム触媒による メタンの酸化脱水素

(英) Special Issue: Photocatalytic Oxidation/Ozonation Processes

(英) There are active oxygen species that contribute to oxidative coupling or the partial oxidation during the oxidative dehydrogenation of methane when using solid oxide catalysts, and those species have not been definitively identified. In the present study, we clarify which of the active oxygen species affect the oxidative dehydrogenation of methane by employing photo-catalysts such as TiO2 or WO3, which generate active oxygen from UV-LED irradiation conditions under an oxygen flow. These photo-catalysts were studied in combination with Sm2O3, which is a methane oxidation coupling catalyst. For this purpose, we constructed a reaction system that could directly irradiate UV-LED to a solid catalyst via a normal fixed-bed continuous-flow reactor operated at atmospheric pressure. Binary catalysts prepared from TiO2 or WO3 were either supported on or kneaded with Sm2O3 in the present study. UV-LED irradiation clearly improved the partial oxidation from methane to CO and/or slightly improved the oxidative coupling route from me-thane to ethylene when binary catalysts consisting of Sm2O3 and TiO2 are used, while negligible UV-LED effects were detected when using Sm2O3 and WO3. These results indicate that with UV-LED irradiation the active oxygen of O2 from TiO2 certainly contributes to the activation of methane during the oxidative dehydrogenation of methane when using Sm2O3, while the active oxygen of H2O2 from WO3 under the same conditions afforded only negligible effects on the activation of methane.

(日) 本研究は，酸素流通下でUV-LED照射すると活性酸素を生成するTiO2やWO3などの光触媒を用いて，どのような活性酸素種がメタンの酸化脱水素に影響を与えるかという点を解決する一環として行われた．常圧固定床流通式反応装置を用い，大気圧下で直接UV-LEDを固体触媒に照射できる反応系を構築した．触媒には，メタン酸化カップリング触媒であるSm2O3とTiO2またはWO3から二元系触媒を選択し，それぞれ担持法および混練法で調製した．Sm2O3とTiO2からなる二元系触媒を使用した場合，UV-LED照射によりメタンからCOへの部分酸化が改善され，メタンからエチレンへの酸化カップリングもわずかに改善された．一方，Sm2O3とWO3からなる二元系触媒を使用した場合，UV-LED効果はほとんどなかった．UV-LED照射により，TiO2からの発生する活性酸素であるO2‒はSm2O3を使用する場合には，メタンの酸化脱水素におけるメタンの活性化に寄与するが，WO3から発生する活性酸素であるH2O2はほとんど効果を示さないと結論づけた．