ゼオライト触媒上でのメタンによる一酸化窒素の選択還元反応の研究

沸石催化剂上甲烷选择性还原一氧化氮反应研究

• 批准号: 06750814
• 负责人: 余語 克則
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750814/
• 关键词: 一酸化窒素; 選択還元反応; メタン; ゼオライト; ガリウム; インジウム

GaおよびInイオン交換ゼオライトの高選択的挙動と反応機構について検討を行った結果,本触媒系の高選択性がGaとゼオライトの酸点の共存により発現すること及びNO_2が本反応を促進することを明らかにし,またNO酸化によるNO_2の生成にゼオライトの酸性が関与していることを示した。また,GaおよびInの役割はNOのNO_2への酸化を促進することではなく,NO_2とCH_4の反応の促進であり,本反応の高選択性はゼオライトにイオン交換されたGaおよびIn上でNO_2とCH_4の反応が選択的に進行することに起因すると考えられる。つぎにGa-ZSM-5上でのNO-CH_4-O_2反応において生成するCOおよびCO_2について検討した。反応初期にN_2とCOがほぼ1:1で生成し,CO_2はほとんど生成せず,反応の一次生成物はCOであることがわかった。反応するNO_XとCH_4の比がNO_X:CH_4=2:1であること,NO_2とCH_4の反応により本反応が進行することから,本反応はNO_2+CH_4+NO=N_2+CO+2H_2Oの化学量論式で示される。また,In-ZSM-5でもNO-CH_4-O_2反応では高SV条件下ではCOが選択的に生成し、NO_2-CH_4反応では一次生成物がCO_2であることからGa-,およびIn-ZSM-5は本質的に反応機構は同じであると考えられる。以上の結果より,次の反応機構が導かれる。すなわちNOが酸化されてNO_2を生成し,NO_2とCH_4の反応により生成した反応中間体がNOとの反応によりN_2を生成する。NO+1/2O_2=NO_2 ‥‥(1)NO_2+CH_4=[X](反応中間体)+mH_2O ‥‥(2)[X]+NO=N_2+CO+nH_2O ‥‥(3)また本反応では共存水蒸気による反応の阻害が深刻な問題となるが,In-ZSM-5触媒は水蒸気存在下でも比較的高い活性を示すことを見いだしており,今後の展開が期待できる。

As a result of the investigation of the high selectivity of Ga ~(2 +) and In ~(2 +), the blue shift of the acid point of Ga ~(2 +) and NO ~(2 +) in the catalyst system was observed, and the acid shift of NO ~(2 +) and NO ~(2 +) in the catalyst system was observed. In this paper, the high selectivity of Ga and In in NO_2 and CH_4 is studied. CO and CO_2 are produced in the reaction of NO-CH_4-O_2 on Ga-ZSM-5. N_2 and CO are generated at 1:1 ratio in the initial stage of reaction, CO_2 is generated at 1:1 ratio, and CO is generated at 1:1 ratio in the initial stage of reaction. The ratio of NO_X to CH_4 is NO_X: CH_4=2:1, and the ratio of NO_2 to CH_4 is NO_2 + CH_4+NO=N_2+CO+2H_2O. Under the condition of high SV, CO and NO_2-CH_4 in In-ZSM-5 are formed, NO_2-CH_4 in In-ZSM-5 is formed, and CO_2 in In-ZSM-5 is formed, and NO_2-CH_4 in In-ZSM-5 is formed. As a result of the above, the second anti-corruption mechanism is introduced. NO_2 and CH_4 are formed by acidification of NO, NO_2 and CH_4, and NO_2 and N_2 are formed by oxidation of NO and CH_4. NO+1/2O_2=NO_2 (1)NO_2+CH_4=[X](trans intermediate)+mH_2O (2)[X]+NO=N_2+CO+nH_2O (3) This reaction has a profound problem of resistance to trans oxidation in the presence of water vapor. In-ZSM-5 catalyst has a relatively high activity in the presence of water vapor.

项目成果

E.kikuchi and K.Yogo.: "Selective Reduction of Nitrogen Monoxide by Methane on Zeolite Catalysts in Oxygen-rich Atmosphere" Catalysis Today. 22. 73-86 (1994)

E.kikuchi 和 K.Yogo.：“富氧气氛中沸石催化剂上甲烷选择性还原一氧化氮”今日催化。

K.Yogo,et al.: "Reaction Mechanism of Selective Reduction of Nitric Oxide by Methane on Ga-and In-ZSH-5 Catalysts" Studies in Surface Science and Catalysis. 84. 1547-1554 (1994)

K.Yogo 等人：“Ga-和 In-ZSH-5 催化剂上甲烷选择性还原一氧化氮的反应机制”表面科学和催化研究。