バイオマス変換触媒のためのヘテロ界面創製と制御

生物质转化催化剂异质界面的创建和控制

基本信息

批准号：
10J01193
负责人：
高祖修一
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はRh/SiO_2にReまたはMo酸化物種を添加した高選択的水素化分解触媒の詳細な触媒構造解析を行い,両触媒における触媒構造,水素化分解反応性の違いを明らかにし,報告した.具体的にはReO_x種はRh金属表面上でクラスターを形成するのに対し,MoO_x種はRh表面上で孤立イオンとして存在していることがわかった。これらの違いが両触媒における水素化分解生成物選択性の違いにつながっている.触媒構造と水素化分解反応性の関係を詳細に議論した論文は報告例が少ないため,この成果は非常に意義がある.また水素雰囲気下での昇温還元測定時におけるRh-ReO_x/SiO_2の活性点構築過程をIn situ XAFS測定により明らかにし,報告した.RhとReはRhの方が優先的に還元され,その後Reが還元され始める.またRhは反応温度領域で酸化状態(Rh^<3+>)から金属状態(Rh^0)まで還元されるのに対し,Reは酸化状態(Re^<7+>)から部分酸化状態(Re^<n+> (n=2-3))までしか還元されなかった.さらにReはRhと最初に相互作用し,その後Re同士で相互作用することが示唆された.また高温域においてもReは部分酸化状態を維持しており,触媒構造の変化は見られなかった.これらの結果よりRh-ReO_x/SiO_2は非常に安定であり,この構造安定性が高い水素化分解能につながっている.バイメタル触媒におけるIn situ XAFS測定による詳細な研究は報告例が少ないため,この成果は非常に意義がある.これらの他にFT-IRを用いた反応基質の触媒への吸着の検討,計算化学を用いた反応基質,生成物それぞれの熱力学的安定性の検討を行った.これらより分子内にOH基を持つ物質は触媒表面に強く吸着されること,本触媒は熱力学的に不利な物質を選択的に生成できていることがわかった.

今年，我们对高度选择性的加氢裂缝催化剂进行了详细的催化结构分析，其中将RE或MO氧化物添加到RH/SIO_2中，并报告了两种催化剂之间的催化剂结构和加氢裂缝反应性的差异。具体而言，发现reo_x物种在RH金属表面形成簇，而MOO_X物种则以分离的离子在RH表面上存在。这些差异导致两种催化剂中氢解产物的选择性差异。由于很少有论文讨论催化剂结构与详细的氢化反应性之间的关系，因此该结果非常有意义。此外，在氢气大气下，在温度提高降低测量过程中，RH-REO_X/SIO_2的主动点构建过程被揭示和报告。优先减少RH和RE，然后开始减少RE。此外，RH从氧化态（Rh^<3+>）还原为反应温度区域中的金属状态（RH^0），而RE从氧化状态（RE^<7+>）降低到部分氧化状态（RE^<n+>）到部分氧化态（RE^<n+>），再到部分氧化状态（RE^<n+>>）（RE^<n+>>）（re^<n+>>>仅将其简化为（n = 2-3））。此外，建议RE首先与RH相互作用，然后与RE相互作用。此外，即使在高温区域，RE也保持了部分氧化状态，并且没有观察到催化剂结构的变化。这些结果表明RH-REO_X/SIO_2非常稳定，导致氢化分辨率的高结构稳定性。由于对双金属催化剂的原位XAFS测量进行了详细的研究，其报告的病例很少，因此该结果非常有意义。此外，我们使用FT-IR研究了反应性底物在催化剂上的吸附，并使用计算化学的反应底物和产物的热力学稳定性。这些结果表明，分子内有OH基团的物质在催化剂的表面上被强烈吸附，并且催化剂可以选择性地产生热力学缺点。