Development of Highly Effective Catalysts for Carbon Dioxide Conversion to Value-added Compounds at Low Temperatures

开发二氧化碳低温转化为增值化合物的高效催化剂

• 批准号: 22H01870
• 负责人: 宍戸 哲也
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01870/
• 关键词: CO2; 逆水性ガスシフト反応; メタネーション; 金属リン化物; CO; 逆水性ガスシフト; メタノール; 水素化; ナノ粒子担持触媒; 二酸化炭素（CO2）

本研究では、触媒中のリンの状態と生成物選択性の相関を評価するために，リン添加Rh触媒を調製し，Rhの状態と反応機構解析を行い，反応結果との相関について考察し，CO2水素化の選択性制御因子の解明に取り組んだ．Rh/TiO2触媒は含浸法により調製した．リン添加Rh触媒はRhとPをTiO2に共含浸することで調製した．構造解析の結果， Rh/TiO2上のRhは金属状態にあること，Rh-3P/TiO2上のRhは金属状態とは異なり，ロジウムリン化物（Rh2P）が形成されていることを明らかとした． in situ IRにより，Rh/TiO2, Rh-3P/TiO2によるCO2水素化反応条件下での吸着種としてCOが観察された．次にCO水素化を行ったところ，Rh/TiO2ではCOの水素化が進行し，Rh-3P/TiO2ではCO水素化が全く進行しなかった．Rhの電子状態をXPSによって解析したところ，Rh/TiO2中のRhに比べ，Rh-3P/TiO2中のRhは電子不足であることが分かった．Rhが電子不足であることは，吸着COのIRスペクトルからも支持された．Rh2P中のRhが電子不足であるため，COの反結合性軌道へRhのd電子の逆供与の寄与が低下し，C－O結合の切断が不利になったと考えられる．次にH2活性化能をH2－D2交換反応により評価した。Rh-3P/TiO2はRh/TiO2よりH2活性化能が高いことが分かった．Rh-3P/TiO2によるCO2水素化におけるH2ならびにCO2の反応次数は，それぞれ0.17次，2.6次であったことから，CO2水素化の律速段階にCO2の吸着あるいは活性化段階が含まれることが分かった．すなわち，CO2の吸着あるいはCO2のC-O結合の切断が遅く，CO水素化が不利なことによってRh-3P/TiO2ではCOが選択的に生成したと考えられる．

This study evaluates the correlation between the state of the catalyst and the selectivity of the product, and the modulation of Rh catalyst by adding Rh catalyst, and the state of Rh. Analysis of the state and reaction mechanism is carried out, reaction results are correlated and investigated, and the selection and control factors of CO2 hydration are explained and grouped. Rh/TiO2 catalyst is prepared by impregnation method. Rhino is added with Rh catalyst and co-impregnated with Rh and PをTiO2, and is prepared by adding Rh catalyst. Construct the result of analysis, The metal state of Rh/TiO2 is the same, and the metal state of Rh-3P/TiO2 is the same The state is different, and the Rh2P compound (Rh2P) is formed. in situ IRにより, Rh/TiO2, Rh-3P/TiO2 and CO2 hydration reaction conditions. The hydration of CO2 is carried out in the following steps, the hydration of Rh/TiO2 in CO is carried out, and the hydration of CO in Rh-3P/TiO2 is carried out in full. The electronic state of Rh is analyzed by Rh is insufficient for electrons, and CO is sucked for IR, which is supported by CO. In Rh2P, there is a shortage of Rh electrons, a negative supply of electrons in the anti-binding orbit of CO, a negative supply of Rh and electrons, and a disadvantage in cutting off the C-O combination. The secondary H2 activation energy is H2-D2 exchange reaction reaction. The activation energy of Rh-3P/TiO2 and Rh/TiO2 is high and the activation energy of H2 is high. The reaction times of Rh-3P/TiO2 hydrogenation CO2 hydrogenation H2 CO2 CO2 are 0.17 times, 2. 6 times of であったことから, CO2 hydration is in the rhythm stage, CO2 is adsorbed in the activation stage, and まれることが分かった．すなわち, CO2 のabsorption あるいはCO2 のC-O bonding のcut が遅く, CO hydration が利なことによってRh-3P/TiO2ではCOが选択的に成したと考えられる.

项目成果

Low-temperature hydrogenation of CO2 to methanol over supported gold catalysts

负载型金催化剂上 CO2 低温加氢制甲醇

• 发表时间: 2022
• 作者: Takumi NAKAGAWA;Hiroki MIURA;Tetsuya SHISHIDO
• 通讯作者: Tetsuya SHISHIDO