担持合金触媒による一酸化炭素の水素化反応

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(1)鉄-コバルト-ニッケル系金属触媒は複合化により高い活性と連鎖成長確率を示す。複合金属触媒上の吸着NOのIRスペクトルは金属組成により顕著に変化し、各触媒系のBent型NOの吸収強度とCO水素化活性はよい相関を示すことを見出した。複合金属系ではBent型NOの吸収強度は大きいので複合化によって電子密度が増加し、【H_2】及びCOの活性化が促進されると思われる。(2)水素の昇温脱離実験において、触媒反応温度付近(150-200℃)に脱離する水素量はTi【O_2】担持触媒の方がSi【O_2】担持触媒よりも多く、このことはTi【O_2】担持触媒が高いCO水素化活性を有することと対応している。異なる合金組成の触媒についても、CO転化率は(150-200℃)における水素脱離量が多い触媒ほど高いので、触媒活性は水素の活性化に強く依存すると理解される。(3)COの吸着は活性よりむしろ生成物分布や炭化水素の連鎖成長確率に大きな影響を及ぼすと考えられる。吸着COのIR測定結果との比較によってCOの水素化反応においてはBridge型CO吸着種が反応に関与することが明らかになった。また、各組成の金属触媒において金属上の吸着COと吸着水素の比によって連鎖成長確率が決定されると思われる。高級炭化水素収率を増加させるためには、COが吸着し易く、かつ水素が吸着し難い、Fe-Ni系触媒を使用すればよい。(4)Si【O_2】担持及びTi【O_2】担持触媒で最も高い活性を示した50Co50Niを種々の酸化物に担持した触媒を用いてCOの水素化反応の活性及び選択性を調べた。使用した各担体の中ではTi【O_2】担体の場合に最も高いCO転化率及び含酸素化合物収率が得られた。MnO担持では高い活性と高い連鎖成長確率が得られ、【V_2】【O_5】担持では最も連鎖成長が進行した。H-ペンタシル型ゼオライト担持触媒では【C_5】以下のパラフィンと少量の芳香族炭化水素が生成するが、【C_(10)】以上の高級炭化水素は全く生成しない。以上のように担持複合金属触媒の活性及び生成物分布は担体によっても強く影響を受ける。