水素化触媒反応における金属3Dプリント技術の新展開

加氢催化反应金属3D打印技术新进展

• 批准号: 22H01864
• 负责人: 椿 範立
• 金额: $ 10.07万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01864/
• 关键词: 水素化反応; 3Dプリント; 金属触媒; C1化学; 水素化; 触媒反応; 金属3Dプリント; 二酸化炭素

(1) 低温メタノール合成異なる粒子径を持つ3Dプリント用CuZn合金粉末を調製した。合金粉末を焼成させた後、組成と構造を分析し、低温メタノール合成における触媒活性を評価した。焼成無し又は低温焼成でCuZn合金相が保持されたが、より高い焼成温度ではCu、CuO、ZnOの相が共存すると見られた。低い温度で焼成したCuZnは反応活性が見られなかったが、高い温度で焼いたものはよい活性を示した。活性に対するCuZn合金粒子サイズの影響も考察した。COとCO2転換率は合金粒子サイズによって違い、小さな粒子を持つCuZnは高いCO転換率を示し、大きな粒子を持つCuZnは高いCO2転換率を表れた。メタノールを導入することで、COの転換率は導入無しの場合より2倍となった。導入されたメタノールが反応効率の向上にも貢献できると分かった。（2）アンモニア合成異なる温度で鉄粉末を焼成し、各反応温度と圧力で触媒性能を評価した。反応温度と圧力の上昇により、活性が増加し、800度で焼成されたものは最も高い活性を示した。さらに、化学エッチング法も用いて、焼成後の鉄粉末を再処理し、比表面積と触媒活性が向上した。それに、鉄粉末の組成変換を測定し、元々の単一FeNi相と違って、処理したものにはFe2O3も確認された。3種類の構造（PP(Parallel Plate)-SCR、VP(Vertical Plate)-SCR、SP(Sector Plate)-SCR）を設計し、3Dプリント技術でアンモニア合成用マイクロリアクターを作製した。前処理の焼成でリアクターの壁が滑らかから粗いものに変化し、活性点も増加させた。アンモニア合成反応でリアクターの自己触媒機能を検証して、PP-SCRの方はより高いアンモニア合成性能を示した。異なるリアクターの構造が反応性能に影響を与えると確認され、更なる反応効率の向上が期待される。

(1)CuZn alloy powder is used for preparation of low temperature composite particles with different particle sizes. After sintering, the composition and structure of the alloy powder are analyzed, and the catalyst activity is evaluated at low temperature. CuZn alloy phase is maintained at low temperature, and Cu, CuO and ZnO phases are blue-shifted at high temperature. CuZn is active at low temperatures and active at high temperatures. The influence of CuZn alloy particles on activity was investigated. CO and CO2 exchange rate alloy particles, small particles, CuZn high CO exchange rate, large particles, CuZn high CO2 exchange rate The conversion rate of CO is twice as high as that of the imported oil. The introduction of the new technology will help improve the efficiency of the new technology. (2) The temperature of iron powder sintering, reaction temperature and pressure are evaluated. Temperature and pressure rise, activity increases, 800 degrees burn, and activity increases. In addition, the use of chemical reagents, the retreatment of iron powder after sintering, the specific surface area and catalyst activity have increased. The composition of the iron powder was determined and the Fe2O3 phase was determined. Three types of structures (PP(Parallel Plate)-SCR, VP(Vertical Plate)-SCR, SP(Sector Plate)-SCR) are designed, and 3D technology is used for synthesis. Before the formation of the fire, the wall of the fire was changed, and the active point was increased. The catalyst function of PP-SCR is demonstrated by the reaction of PP-SCR and the reaction of PP-SCR. The structure of different materials affects the reaction performance and confirms that the reaction efficiency is expected to increase.