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LPG－水素製造システム開発を指向した新規ナノ構造触媒調製法の開発

开发一种新型纳米结构催化剂制备方法，旨在开发液化石油气制氢系统

基本信息

批准号：
11J10332
负责人：
相方邦昌
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

1.Ni系触媒のCH_4熱分解反応と析出炭素の酸化的除去種々の金属酸化物担体(CeO_2,(CeO_2)_<0.8>(SmO_<1.5>)_<0.2>(SDC),SiO_2,(ZrO_2)_<0.92>(YO_<1.5>)_<0.08>)(YSZ)に担持したNi触媒のメタン熱分解活性およびその際に析出した炭素種の酸化的除去について検討した.これら触媒のCH_4熱分解活性は,Ni/CeO_2,Ni/SDCが60min後も高いCH_4熱分解活性を示した.また,CH_4熱分解活性と炭素析出量の序列は一致し,炭素析出量はCH_4熱分解活性に依存することがわかった.析出炭素のH_2Oによる酸化(H_2O-TPO)は,いずれの触媒もCO_2生成ピークが観察されたが,Ni/CeO2,Ni/SDCは7000℃以上の高温にもCO_2生成ピークが観察され,NiCeO_2,Ni/SDCに特異的な炭素種が存在することがわかった.H_2O-TPO測定後のXRDパターンから,Ni/CeO_2,Ni/SDCは金属Ni,Ni/YSZはNiO由来の回折線が強く観察された.従って,CeO_2系担体に担持したNi触媒のNi種は,H_2Oに対して高い耐酸化性を持つことがわかった.2.銅触媒上のCOシフト反応の活性サイトの解明Cu-Al_2O_3,Cu-ZnO,Cu-CeO_2触媒を使って,銅触媒のCOシフト反応の活性サイトについて検討した.銅触媒上のCO吸着挙動をIRで観察したところ,Cu-CeO_2触媒では特異的に金属銅に吸着したCOのバンド強度は低下し,CeO_2上に形成したbidentate型carbonateの吸収強度が増大した.これらIRバンドの吸収強度の変化は一次の反応速度式で整理され,各々の速度定数が一致したことから,金属銅上に吸着したCOがCeO_2上でcarbonateに変化することが示唆された.この結果と昨年度に示された活性の低い触媒には強い塩基点(CO_2流通下でbidentate型carbonateを形成するサイト)が多量に存在した結果から,強い塩基点上に形成する熱安定なbidentate型carbonateは触媒毒として働くと考えられた.このことに加えて,金属銅表面積当たりの活性が弱い塩基点量に比例する結果から,本反応における銅触媒の活性サイトは金属―金属酸化物の界面であると結論した.

1. Department of Ni catalyst の CH_4 pyrolysis anti 応と precipitate removing carbon の acidification of 々の metal acidification content supporter (CeO_2, (CeO_2) _ < 0.8 > (SmO_ < 1.5 > _ < 0.2 > (SDC), SiO_2, (ZrO_2) _ < 0.92 > (YO_ < 1.5 > _ < > 0.08), YSZ) に bear hold した Ni catalyst のメタン thermal decomposition activity およびその interstate に precipitation した carbon の acidification of removing について beg し検た. これら catalyst の CH_4 は thermal decomposition activity, Ni/CeO_2, Ni/SDC がも high after 60 min い CH_4 を thermal decomposition activity in した. また, CH_4 と thermal decomposition activity The <s:1> sequence of the amount of carbon precipitated is consistent, the amount of carbon precipitated is CH_4, and the thermal decomposition activity is に dependent on するとがわとがわったった. Precipitation carbon の H_2O による acidification H_2O - (TPO) は, いずれの catalyst も CO_2 generated ピークが観 examine されたが, Ni/CeO2, Ni/SDC は temperature above 7000 ℃ のにも CO_2 generated ピークが観 examine され, NiCeO_2, Ni/SDC に specific な carbon が existence することがわかった. の XRD after H_2O - determination of TPO パターンから, Ni/CeO_2, Ni/SDC は metal Ni, Ni/YSZ は NiO origin の strong back line がく観 examine された. 従って, CeO_2 supporter に bear hold した Ni catalyst の Ni は, H_2O にし seaborne て acidification resistance high いを hold つことがわかった. 2. Copper catalyst on の CO シフト anti 応の active サイトの interpret Cu - Al_2O_3, Cu - ZnO, Cu - CeO_2 catalyst を make って, copper catalyst の CO シフト anti 応の active サイトについて beg し検た. Copper catalyst on の CO sorption 挙 dynamic を IR で観 examine したところ, Cu - CeO_2 catalyst では specific に copper に sorption した CO のバンド low intensity はし, CeO_2 on に form した bidentate type carbonate の収 absorption intensity が raised large した. これら IR バンドの収 absorption intensity の variations change は once Counter 応 speed ので finishing され, each 々の speed constant が consistent したことから, metal copper に sorption した CO が CeO_2 on で carbonate に variations change することが in stopping された. こと yesterday annual にの results shown された active low のい catalyst には strong い salt basis points (CO_2 flow under で bidentate type car Bonate を form するサイト) がに abundant した results から, strong い salt base on に form する thermal stability な bidentate type carbonate は catalyst poison として働くと exam えられた. このことに plus えて, copper surface area when たりの active が weak いに salt base quantity proportion する results から, this reverse 応に Youdaoplaceholder0 copper catalyst <s:1> activity サトト metal-metal acidifier <e:1> interface であると conclusion たた.