単結晶金属表面でのメタンと炭酸ガスの活性化機構

甲烷和二氧化碳在单晶金属表面的活化机理

• 批准号: 07242210
• 负责人: 内島 俊雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07242210/
• 关键词: メタノール合成; CO_2の水素化反応; 銅触媒; 酸化亜鉛; 光電子分光法; 単結晶モデル触媒; 走査トンネル顕微鏡; 活性点の局所構造

表面科学的手法を用い,単結晶金属モデル触媒表面におけるメタンや炭酸ガスの活性化機構を明らかにすることを目的として,Cu触媒を用いたCO_2の水素化によるメタノール合成反応を調べた。我々は,触媒表面におけるCu^+とCu^0の比が活性を支配する因子であること,さらにCu触媒表面上にZnO種が被覆する部位に活性点が形成されることを報告してきたが,そのモデルを確かなものとするために光電子分光装置(XPS,AES)に高圧反応装置を取り付けた装置を用い,Znを蒸着させたCu(111)上でCO_2の水素化反応によるメタノール合成反応を行った。その結果、Znの活性促進効果が明らかとなり,Zn/Cu(111)の活性は,最適Zn被覆率で,清浄なCu(111)の約13倍となった。Zn/Cu(111)上でのメタノール合成の活性化エネルギーは,粉末Cu/ZnO触媒のものと同程度の値であり,さらに同じ反応条件(523K,18atm)において,TOFの絶対値も同程度であったことから,Znを蒸着したCu(111)は粉体のCu/ZnO触媒のモデルとして妥当であることが示された。また,反応後のXPS分析により,Cu(111)表面に蒸着したZnが,反応中に生成したフォーメートに結合していることが示された。フォーメートはメタノール合成反応の重要な中間体と考えられており,文献によれば,フォーメートの水素化が反応の律速であると報告されている。本結果はこれと矛盾しない。すなわち,Znの効果は,反応中間体であるフォーメートを安定化にあるものと考えられる。また、STMにより活性点の局所構造を調べた。Cu(111)にZnを蒸着させると,Zn原子がCu原子と置換してsurface alloyが形成することが示唆された。触媒活性点は,このようなCu-Zn surface alloyである可能性が高い。

The technique of surface science is used, and the metal catalyst is used. The activation mechanism of carbonic acid is clear. The purpose of the Cu catalyst is to synthesize the reverse reaction. The CO_2 catalyst is hydrated and hydrated. On the surface of the catalyst, the concentration of copper ^ + copper ^ 0 is higher than that of the active factor, and the active point of the covered part of the ZnO on the surface of the Cu catalyst forms the active point of the overlying part of the catalyst. it is necessary to make sure that the photoelectron spectrometer (XPS,AES) is used to obtain the payoff device. The Zn steamed the CO_2 water on the Cu (111l). The results showed that the activity of Zn promoted the activity of Zn/Cu, the activity of Zn, the coverage rate of Zn, and the activity of Cu. In Zn/Cu, the powder Cu/ZnO catalyst was activated, the powder Cu/ZnO catalyst was in the same degree, the powder Cu/ZnO catalyst was in the same degree, the powder Cu/ZnO catalyst was in the same degree, and the powder Cu/ZnO catalyst was in the same degree. After the XPS analysis, the surface of the Cu (111) was steamed with Zn, and it was generated in the middle of the test. In the important part of the synthesis, there is a review of the literature, the literature, the hydration, the speed of the synthesis, the quality of the report. The results show that there are many contradictions. In the middle of the day, you know, Zn, you know, you know, you know The active sites were made by the bureau, such as, STM and so on. Cu (111l) "Zn" is steaming, and Zn atoms "Cu" are placed in the "surface alloy" to form an instigator. Catalyst activity point, catalyst activity point, catalyst activity point,

项目成果

I.Nakamura: "Methanol Synthesis by Hydrogenation of CO_2 over Zn-deposited and Zn-free Cu Surfaces" Journal of Vacuum Science and Technology. (印刷中).

I. Nakamura：“在沉积锌和无锌铜表面上氢化 CO_2 合成甲醇”真空科学与技术杂志（正在出版）。

J.Nakamura: "A Surface Science Investigation of Methanol Synthesis over a Zn-deposited Polycrystalline Cu Surface" Jouranal of Catalysis. (印刷中).

J. Nakamura：“锌沉积多晶铜表面上甲醇合成的表面科学研究”催化杂志（正在出版）。

T.Fujitani: "Mthanol Synthesis by the Hydrogenation of CO_2 over Zn-deposited Cu (111) and Cu (110) Surfaces" Catalysis Letters. 35. 297-302 (1995)

T.Fujitani：“通过在 Zn 沉积的 Cu (111) 和 Cu (110) 表面上氢化 CO_2 合成甲醇”催化快报。

J.Nakamura: "Model Studies of Methanol Synthesis on Copper Catalysts" The Proceeding of The 11th International Congress on Catalysis. (印刷中).

J. Nakamura：“铜催化剂上甲醇合成的模型研究”第 11 届国际催化大会论文集（正在出版）。

J.Nakamura: "Methanol Synthesis over a Zn-deposited Copper Model Catalyst" Catalysis Letters. 31. 325-331 (1995)

J.Nakamura：“通过沉积锌的铜模型催化剂合成甲醇”催化快报。