高次化学修飾担体とヘテロポリ酸を用いる分散規制担持触媒の調製と脱硝反応への展開

高阶化学改性载体和杂多酸制备分散控制负载型催化剂及其在脱硝反应中的应用

基本信息

批准号：
15560671
负责人：
計良善也
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kinki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

チタニア(TiO_2)はアンモニア脱硝触媒の担体として用いられている。近年、さらなる性能の向上や、より制約された条件下においても十分な特性を示すことが要求されている。本研究では、TiO_2に対し、有機官能基を有するシランカップリング剤による化学修飾を行い、シラン剤修飾が担体TiO_2の熱安定性やメタバナジン酸(VO_3^-)の吸着特性に与える影響について詳細に検討し、VO_3^-を吸着したシラン剤修飾担体TiO_2から調製したバナジウム系触媒の脱硝特性についても評価を行った。用いたTiO_2は大表面積(300m^2g^<-1>)を有しているが、耐熱性は低く550℃で焼成すると表面積は著しく減少した。TiO_2に対して、アミノプロピルトリメトキシシラン(APS)あるいはアミノ基を二つ有するシラン剤(DAPS)処理を施すことにより、その耐熱性は劇的に改善された。シラン剤に由来するケイ素によりTiO_2シンタリングが抑制されたために、耐熱性が著しく向上したと結論した。また、シラン剤中のアミノ基の効果により、VO_3^-の吸着量は未修飾TiO_2に比べ大きく向上した。吸着したVO_3^-と修飾担体上のシラン剤のモル比は1.0および1.6となり、VO_3^-はアミノ基のプロトン化で生じたアンモニウム基と塩を形成して、TiO_2担体上に分散固定化されていると考えられる。さらに、この触媒前駆体を熱分解させて得られた酸化バナジウム触媒は、修飾担体の高い熱安定性を反映して大きな表面積を維持していた。その脱硝活性は未修飾担体を用いたものに比べ優れており、大表面積化および担持量増加が脱硝活性に対して正に作用し、とくに、DAPSで最良の脱硝活性が得られ、ジアミノ基の導入が効果的であることが明らかになった。

钛（TIO_2）用作氨硝化催化剂的载体。近年来，即使在更受限的条件下，也需要进一步改善性能和足够特征。 In this study, TiO_2 was chemically modified with a silane coupling agent having an organic functional group, and the effect of silane agent modification on the thermal stability of the carrier TiO_2 and the adsorption properties of metavanadic acid (VO_3^-) was examined in detail, and the denitrification properties of vanadium-based catalysts prepared from the silane agent modified carrier TiO_2 adsorbed vo_3^ - 也进行了评估。所使用的TIO_2具有较大的表面积（300 m^2g^<-1>），但其耐热性较低，并且在550°C下钙化时表面积显着降低。通过用氨基丙基三甲氧基硅烷（APS）或具有两个氨基组（DAPS）的硅烷剂处理TIO_2，可以显着提高其耐热性。得出的结论是，由于硅烷剂衍生的硅抑制了TiO_2烧结，因此耐热性得到了显着提高。此外，由于氨基在硅烷剂中的影响，与未修改的TIO_2相比，VO_3^ - 的吸附量已显着改善。被吸附的Vo_3^ - 和修饰载体上的硅烷剂的摩尔比为1.0和1.6，VO_3^ - 被认为通过与氨基组的质子化产生的氨组形成盐来分散并固定在TIO_2支持上。此外，通过该催化剂前体的热解获得的氧化钒催化剂保持了较大的表面积，反映了改良的支撑的高热稳定性。它的反硝化活性优于未修饰的载体，较大的表面积和对反硝化活性的积极载荷效应，尤其是在DAP中，这已被证明在引入Diamino群体方面有效。