揮発性有機化合物の低温完全燃焼を実現する新規な協奏機能触媒

一种实现挥发性有机物低温完全燃烧的新型协同功能催化剂

• 批准号: 20037046
• 负责人: 今中 信人
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Osaka 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20037046/
• 关键词: 揮発性有機化合物; 協奏機能触媒; 完全酸化; 酸化セリウム; 酸化ジルコニウム; 酸化ビスマス; アセトアルデヒト; 一酸化炭素; エチレン; トルエン

本研究では、工場などから排出される揮発性有機化合物(VOC)の総量削減を目的とし、できるだけ低温でVOCを完全燃焼可能な新しい触媒の開発を目的としている。具体的には、当研究室で固体結晶化学と固体電解質(イオン伝導性固体)の設計指針を触媒調製に組み込んだ全く新しい発想に基づいて開発した、Pt/CeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3触媒によるトルエン、アセトアルデヒドの浄化活性を評価した。さらに、共存が予想される一酸化炭素の燃焼活性もあわせて評価した。その結果、これまでに報告されているトルエンやアセトアルデヒドの燃焼触媒では、少なくとも200℃以上の温度が必要であったのに対し、本研究で開発した触媒を用いることにより、トルエンでは120℃、またアセトアルデヒドについても150℃という低温において完全燃焼を実現した。また、一酸化炭素の燃焼活性についても評価したところ、20℃でCOがすべてCO_2に酸化されることがわかり、COの共存はVOC燃焼に対して全く影響を及ぼさないばかりか、室温におけるCOの完全酸化を実現した。驚くべきことに、水蒸気存在下(0℃の飽和水蒸気下)で反応を行った方が、より低温である-5℃でCOが完全酸化されることもわかった。さらに、この触媒を150時間連続使用しても、水蒸気の有無にかかわらず、触媒活性は全く低下することなく、常に100%のCO完全酸化が持続された。室温以下でCOを完全酸化可能であり、長時間使用し続けても劣化しない高い耐久性を兼ね備えた触媒を実現できたのは本研究が初めてである。以上のように、固体材料化学の観点から設計された複合酸化物触媒の酸素放出能を、白金触媒の高い酸化活性と融合させることにより、低温でVOCやCOを完全燃焼可能な"協奏機能触媒"が得られた。

This study aims to reduce the total amount of volatile organic compounds (VOC) emitted from factories and plants, to reduce the possibility of complete combustion of VOC at low temperatures and to develop new catalysts. In detail, the design guidelines of solid crystal chemistry and solid electrolyte (conductive solid) in the laboratory, the catalyst modulation, the composition, the new development, the catalytic activity and the catalytic activity of Pt/CeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3 were evaluated. The combustion activity of acidified carbon is evaluated. The results are reported in this paper. The combustion catalyst is used at temperatures higher than 200℃. The catalyst is used at temperatures higher than 120℃. The catalyst is used at temperatures higher than 150 ℃. The activity of carbon combustion is evaluated at 20 ℃, CO is acidified at 20℃, CO is blue-shifted, VOC combustion is completely affected, and CO is completely acidified at room temperature. In the presence of water vapor (0℃ and saturated water vapor), CO is completely acidified at low temperature (-5℃). The catalyst is continuously used for 150 days, and the catalyst activity is completely reduced. The catalyst is completely acidified by 100% CO CO is completely acidified below room temperature, and it deteriorates after long time use. Durability is high and catalyst is ready. This study is preliminary. In addition, the chemical properties of solid materials are designed to improve the performance of acid emission of complex acidifier catalyst, high acidifying activity of platinum catalyst, and the possibility of complete combustion of VOC and CO at low temperature.

项目成果

Environmental Catalyst-NOx, VOCs-

环保触媒-NOx、VOCs-

• 发表时间: 2009
• 作者: 山田貴壽;Christoph E. Nebel;鹿田真一;Nobuhito Imanaka
• 通讯作者: Nobuhito Imanaka

希土類複合酸化物触媒を用いたメタンの完全燃焼

利用稀土复合氧化物催化剂实现甲烷完全燃烧

• 发表时间: 2010
• 作者: 浦野泰照;宮本貴弘・増井敏行・今中信人
• 通讯作者: 宮本貴弘・増井敏行・今中信人

Complete Oxidation of Volatile Organic Compounds (VOCs) at Moderate Temperatures Over Pt/Ce-Zr-Bi-O/gamma-Al_2O_3 Catalysts

Pt/Ce-Zr-Bi-O/gamma-Al_2O_3 催化剂在中温下完全氧化挥发性有机化合物 (VOC)

• 发表时间: 2009
• 作者: Liu;Fujikawa;et al.;Nobuhito Imanaka
• 通讯作者: Nobuhito Imanaka

Pt/CeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3触媒によるトルエンの低温完全燃焼

Pt/CeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂甲苯低温完全燃烧

• 发表时间: 2010
• 作者: N. Imanaka;et.al.;山田修平;生越専介;大嶋孝志;増井敏行,今中信人;岡崎雅明;Takashi Ohshima;今中信人;生越専介;岡崎雅明;荒川健吾;生越専介;今中信人;岡崎雅明;長野卓人;Masaaki Okazaki;畑征志;今中信人
• 通讯作者: 今中信人

揮発性有機化合物を触媒で分解する!-大気浄化の切り札となる材料を求めて

用催化剂分解挥发性有机化合物 - 寻找可以成为空气净化王牌的材料！

• 发表时间: 2009
• 期刊: 化学 64(1)
• 作者: Tsukagoshi;S.;今中信人
• 通讯作者: 今中信人