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ナノ構造を規定した担持ナイトライド触媒の生成に関する研究

具有特定纳米结构的负载型氮化物催化剂的制备研究

基本信息

批准号：
17034011
负责人：
一國伸之
金额：
$ 3.14万
依托单位：
Chiba 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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)Nb/SiO_2触媒にFeを導入し,N_2-H_2ガス流通下1273Kまで昇温することでFeを窒化中心としてNbNへと転換できることを見いだした。この時,Nb前駆体としてNbCl_5ではなくPNAを用いることで窒化温度を1173Kまで低下させることに成功した。また,Fe(acac)_3を前駆体としたところ,1-2nm程度の微細なFe粒子のまま存在させることに成功し,NbNが効率よく生成した。窒化度の高い触媒の方がプロピルアミン分解反応に活性を示した。(2)バルクのTiO_2をCH_4-H_2流通下TiCへと転換するには1410Kが必要だが,担持Ti触媒にCoを添加することによりカーバイド化温度を1173Kまで低下させることに成功した。Tiの前駆体はペルオキソチタン酸がTiCの生成に有利であった。Co K-edge XAFS測定の結果,カーバイド化前はCo-O-Ti結合が見られたが,カーバイド化後はCo-TiとCo-Co結合が観測されており,還元されたCo金属を中心にTiの炭化が進行することが判明した。Tiの炭化度とチオフェン水素化脱硫反応の活性には相関性があり,Coの添加は逐次含浸法の方が有利であった。共含浸法だとカーバイド化中心となるCoの均一分散性には優れるが,難還元性CoTiO_3が生成し不利に作用することが明らかとなった。(3)SiO_2へNbを高分散担持し,またNb前駆体をペルオキソニオブ酸とすることで,カーバイド化温度を1370Kから1023Kまで低下させることに成功した。カーバイド化温度の低下に伴いNbC表面への炭素種析出が抑制されることが確認された。NbCの生成度をXAFS測定のNb-C配位数から判断したところ,NbCの生成度とエチレン水素化反応活性には相関性があり,Nbのカーバイド化が進行している触媒の方が高い触媒活性を示すことがわかった。また,表面の析出炭素を少なくすることで高活性を得た。

(1)Nb N_2-H_2 catalyst was introduced into the system at 1273K. The temperature of Nb precursor NbCl_5 is lower than that of PNA at 1173K. Fe(acac)_3 precursor and NbN precursor were successfully formed by the existence of fine Fe particles in the range of 1 - 2 nm. High temperature catalytic activity is demonstrated in the reaction zone. (2)The TiO_2/CH_4/H_2 transition temperature was 1410K and the Ti/Co transition temperature was 1173K. Ti precursor is very good for TiC formation. Co K-edge XAFS measurement results, before the transformation of the Co-O-Ti bond is observed, after the transformation of the Co-Ti bond is detected, the reduction of Co metal center Ti is observed. Ti carbonization degree and hydration desulfurization reaction activity are related to each other,Co addition and sequential impregnation method are beneficial. Co-impregnation method has the advantages of homogeneous dispersion of Co, but the disadvantages of formation of refractory CoTiO_3. (3)SiO_2-Nb is highly dispersed, and Nb precursor is highly dispersed. The temperature of SiO_2-Nb precursor is from 1370K to 1023K. The decrease in temperature of carbon species on the surface of NbC was confirmed. The Nb-C coordination number determined by XAFS for NbC formation is correlated with the catalytic activity for NbC hydration. There is less carbon deposited on the surface and high activity.