亜硝酸性窒素の湿式還元分解の触媒分子反応工学

本年度の交付申請の際に提案した研究実施計画に基づき研究実績の概要をまとめる。1.活性炭粒径の分解に対する影響:昨年までの結果、微粉末の固定床では圧損のため低流速の範囲でしか通液できなかった。そこで、活性を維持したまま圧損を解除するため、ウレタン基板、モノリスの表層に活性炭を塗布し、その後Pdを担持しPd/Cの活性層を形成させることを考え、付着活性炭の粒径をどの程度にすべきか検討した。活性炭の粒径が、100-200#、200-300#および300#以下と微細になるにつれて分解活性は高くなり、粒径が10u以下の活性炭が相応しいことが明らかになるとともに、粒子外表面近傍の液相の更新が重要な因子であることが示された。2.触媒の分散状態の検討:上記の結果を踏まえ、様々な基板へPd/Cの活性層を形成させ、形成後の状態を外部測定以来によるSEMで分析した。基板層表面に均一な活性炭層が形成されていることが分かり、基板表面へ均一な触媒活性層が形成されていることを確認した。3.圧損回避型構造体触媒の活性試験:当初、一般に入手できるウレタンスポンジを骨格として、触媒を調製し、固定床触媒として供した。懸濁触媒系よりも早く分解が進行したが、流速を高くするとスポンジ骨格は圧縮変形を起こした。そこで、比較的弾性のないウレタン基板を用いたところ流速を高速にしても、圧縮変形は見られず、高い分解活性を与えた。上記のように本年度当初計画に対して具体的な結果が得られた。本年度は3年計画の最終年度であるため、本研究の主眼点である活性触媒系の効率的利用に関して本研究から得られた知見を総括する。触媒調製に関しては骨格表面にPd/Cを塗布せず、活性炭を付着後、Pdを担持すべきである。活性層を形成させる活性炭の粒径は300#以下つまり10u以下の必要があり、塗布する基板は圧損に耐える材料が必要である。活性炭モノリスの利用も考えられるが、上記のように活性層は表層のみであるため、活性炭モノリス担持Pd/C触媒は逆に低活性を与えた。

本年度の交付申請の際に提案した研究実施計画に基づき研究実績の概要をまとめる。1.活性炭粒径の分解に対する影響:昨年までの結果、微粉末の固定床では圧損のため低流速の範囲でしか通液できなかった。そこで、活性を維持したまま圧損を解除するため、ウレタン基板、モノリスの表層に活性炭を塗布し、その後Pdを担持しPd/Cの活性層を形成させることを考え、付着活性炭の粒径をどの程度にすべきか検討した。活性炭の粒径が、100-200#、200-300#および300#以下と微細になるにつれて分解活性は高くなり、粒径が10u以下の活性炭が相応しいことが明らかになるとともに、粒子外表面近傍の液相の更新が重要な因子であることが示された。2.触媒の分散状態の検討:上記の結果を踏まえ、様々な基板へPd/Cの活性層を形成させ、形成後の状態を外部測定以来によるSEMで分析した。基板層表面に均一な活性炭層が形成されていることが分かり、基板表面へ均一な触媒活性層が形成されていることを確認した。3.圧損回避型構造体触媒の活性試験:当初、一般に入手できるウレタンスポンジを骨格として、触媒を調製し、固定床触媒として供した。懸濁触媒系よりも早く分解が進行したが、流速を高くするとスポンジ骨格は圧縮変形を起こした。そこで、比較的弾性のないウレタン基板を用いたところ流速を高速にしても、圧縮変形は見られず、高い分解活性を与えた。上記のように本年度当初計画に対して具体的な結果が得られた。本年度は3年計画の最終年度であるため、本研究の主眼点である活性触媒系の効率的利用に関して本研究から得られた知見を総括する。触媒調製に関しては骨格表面にPd/Cを塗布せず、活性炭を付着後、Pdを担持すべきである。活性層を形成させる活性炭の粒径は300#以下つまり10u以下の必要があり、塗布する基板は圧損に耐える材料が必要である。活性炭モノリスの利用も考えられるが、上記のように活性層は表層のみであるため、活性炭モノリス担持Pd/C触媒は逆に低活性を与えた。