アルカン選択的活性化のための触媒反応場設計

烷烃选择性活化的催化反应位点设计

• 批准号: 13126210
• 负责人: 服部 忠
• 金额: $ 13.18万
• 依托单位: Nagoya University
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13126210/
• 关键词: 触媒反応工学; アルカン; 触媒; 選択還元; 選択酸化; 反応雰囲気; 光触媒; ニューラルネットワーク; in-situ IR; in-situ UV-Vis

触媒の活性制御因子はしばしば反応雰囲気に著しく依存するため、触媒システムの最適化には触媒反応場と触媒作用との因果関係の解明が重要な課題となる。本年度は以下に示す成果を得た。担持Ag触媒上でのNO選択還元反応において、反応場へ添加した水素がAg種を還元・凝集させ、高活性種であるAg^<δ+>クラスターを形成する現象が見いだされた。ゼオライトを用いて、担体効果を検討したところ、MFI, BEAでは水素添加によりNO還元活性が飛躍的に向上するが、MORやYでは水素の効果は大きくなかった。Ag-MFI,-MORの反応ガス処理後のUV-Visスペクトルを比較したところ、H_2共存下で250,285nmにAg^<δ+>クラスターに帰属される新たな吸収が観察された。一方MORでは高濃度の水素を共存させることによって初めてAgnd+clusterの吸収が観察された。Ag^<δ+>クラスター形成と水素による促進効果に相関性が見られ、水素により還元凝集したAg^<δ+>クラスターの形成によりNO選択還元反応の活性が向上すること見いだされた。Agnd+clusterの形成が可逆的であり、ゼオライト酸強度、すなわちゼオライトのアニオンとしての強度に依存することから、Ag^+イオンとAg^<δ+>クラスターは一種の平衡状態で触媒上に存在すると理解された。さらにこの知見をアルミナ担持Ag触媒に拡張するため、各種添加物で修飾したアルミナを担体としたAg触媒を用いて担体効果を検討した。MgおよびZnでのアルミナの修飾によって、NO転化率の向上が見られた。表面積に大差はなく、活性向上は表面積以外の因子による。酸量の多い担体ほどNO転化率が高いことから、Ag-ゼオライトの場合と同様に、担体の酸量が活性に依存していることが示唆された。

It is an important topic to study the relationship between catalyst activity control factors and catalyst reaction conditions, to optimize catalyst system, and to clarify the causal relationship between catalyst reaction field and catalyst action. The following results were achieved during the year. The phenomenon of NO selective reduction reaction on Ag supported catalyst, reaction field addition, Ag species reduction, aggregation, and formation of highly active Ag species can be seen. For example, if you want to add water to a plant, you can use MFI, MOR or Y to increase the activity of NO reduction. UV-Vis absorption spectra of Ag-MFI,-MOR after UV treatment were compared at 250 nm and 285nm under H_2 blue shift. A party of MOR is a high concentration of water element blue shift, the first time the Agnd+cluster absorption is observed Ag^<δ+> is the catalyst for the formation of Ag^<δ+> and the promoter of Ag^<δ+> is the initiator of Ag^<δ+>. Agnd+cluster formation is reversible and dependent on the strength of the acid, Ag^+, Ag^+. This paper discusses the effects of various additives on the support of Ag catalyst. Mg, Zn, Zn, Cu, Zn, Mg, Zn, Zn, Surface area difference, activity upward, surface area factor. The amount of acid depends on the activity of the carrier.

项目成果

Y.Kato, N.Matsushita, H.Yoshida, T.Hattori: "Highly active silica-alumina-titania catalyst for photoinduced non-oxidative methane coupling"Catal.Commun.. 3. 99-103 (2002)

Y.Kato、N.Matsushita、H.Yoshida、T.Hattori：“用于光诱导非氧化甲烷偶联的高活性二氧化硅-氧化铝-二氧化钛催化剂”Catal.Commun.. 3. 99-103 (2002)

K.Shimizu, J.Shibata, A.Satsuma, T.Hattori: "Mechanistic causes of hydrocarbon effect on the activity of Ag-Al2O3 catalyst for selective reduction NO"Phys.Chem.Chem.Phys.. 3. 880-884 (2001)

K.Shimizu、J.Shibata、A.Satsuma、T.Hattori：“碳氢化合物对 Ag-Al2O3 催化剂选择性还原 NO 活性影响的机理”Phys.Chem.Chem.Phys.. 3. 880-884 (

H.Yoshida, M.G.Chaskar, Y.Kato, T.Hattori: "Fine structural photoluminescence spectra of silica-supported zirconium oxide and its photoactivity in direct methane conversion"Chem.Commun.. 2002. 2014-2015 (2002)

H.Yoshida、M.G.Chaskar、Y.Kato、T.Hattori：“二氧化硅负载氧化锆的精细结构光致发光光谱及其在直接甲烷转化中的光活性”Chem.Commun.. 2002. 2014-2015 (2002)

A.Shichi, Y.Kawamura, A.Satsuma, T.Hattori: "Effect of carbon number in hydrocarbon reductant on the selective catalytic reduction of NO over cation-exchanged MFI zeolites"Stud.Surf.Sci.Catal.. 135. 30-O-03 (2001)

A.Shichi、Y.Kawamura、A.Satsuma、T.Hattori：“烃还原剂中碳数对阳离子交换 MFI 沸石选择性催化还原 NO 的影响”Stud.Surf.Sci.Catal.. 135. 30

A.Satsuma, 他5名: "Insertion of iron-complex to lamellar vanadyl benzylphosphate for preparation of well-defined catalyst"Catal.Today. 71. 161-167 (2001)

A.Satsuma 等 5 人：“将铁络合物插入层状磷酸氧钒以制备明确的催化剂”Catal.Today.71. 161-167 (2001)