酸化マンガン上でのメタンと二酸化炭素からのエタンとエチレンの生成

抄録

無担持の酸化マンガンを触媒に用い, 主に1123Kでメタンと二酸化炭素を反応させると, エタンとエチレンが生成した。メタン転化率は5～15mol%, C₂炭化水素収率は0.1～0.4%であった。これらは使用した酸化物の出発形態に著しく依存した。β-MnO₂を出発物質とした場合には, C₂収率は反応時間の経過とともに徐々に増加したが, ε-MnO₂では減少した。一方, バルクの化学形態は二つの酸化物で同じように変化した。すなわち, 両者とも, 空気中1123Kで焼成するとMn₂O₃に転化し, 窒素に置換するとMn₃O₄となり, 反応後はMnOに還元されることが明らかとなった。C2炭化水素は, Mn₃O₄とMnO中の格子酸素が関与する酸化還元機構で生成するものと考えられる。