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Steam reforming reaction of aromatic hydrocarbons in unconventional catalytic process

非常规催化过程中芳烃蒸汽重整反应

基本信息

批准号：
16J08316
负责人：
瀧瀬賢人
金额：
$ 0.19万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度、芳香族に関連した電場を活かした低温化学反応について、表面イオニクスの視点から新規の研究を進めて、2つの研究成果を導いた。1つ目は、芳香族の水蒸気改質において、表面イオニクスを活かした低温水素製造を可能にしたことである。これまで、芳香族水蒸気改質による水素製造は、550℃以上の温度を必要としてきた。これまで触媒担体の格子酸素が反応をRedox機構により促進することは知られていたが表面格子酸素イオンの移動性の担保には500℃以上の温度が必要であった。しかし高度に表面構造を制御したLa-Sr-Al-O系半導体酸化物に、微細なNi金属を担持することで、直流電場を印加すると表面イオニクスを誘起し、150℃程度の低い温度でも速やかに反応を進めうることを示した。電場印加時には格子酸素がより低温条件で触媒表面にて活性化されることでトルエンを酸化させる。その際に反応中間体である含酸素炭化水素が観測されている。上述のメカニズムは反応速度論解析、同位体酸素を用いた過渡応答解析やin-situ解析を駆使し、解明に成功したものである。2つ目は、メチルシクロヘキサンの脱水素によるトルエンへの転換を用いた水素製造において、プロトンの表面プロトニクスを活かした新たなプロセスを提案し、従来に比して大幅に低温で、効率よく水素を作りうることに成功した。本脱水素反応は従来可逆的な吸熱反応であるため、低温では生成後の水素が反応を阻害する。しかしながら電場印加により生成水素が触媒表面でプロトンがされるとむしろ次の脱水素反応を誘起することが重水素を用いた同位体効果の検討及び速度論解析、DRIFT-IR測定により見出された。本研究成果は水素社会構築のためのエネルギーキャリアを高効率で運用するための成果であり、次世代の水素利用を加速するための技術である。これらの成果を3本の論文、2件の特許にまとめ投稿・掲載した。

This year, aromatic compounds are active in the field, chemical reactions in low temperature, surface chemistry, and new laws and regulations have been improved, and the research results have been improved. The main results are as follows: (1) it is possible to use water steaming to change the temperature, the surface temperature and the low temperature water to make the product. The temperature above 550 ℃ is necessary for the temperature above 550 ℃. The support of the catalyst, the lattice acid, the anti-Redox mechanism is used to promote the understanding of the surface lattice acid. The mobility is guaranteed that the temperature above 500C is necessary. High temperature surface control system La-Sr-Al-O semi-solid acid, micro-Ni metal to support the temperature response, DC field India and Canada surface temperature temperature rise, 150C low temperature response temperature response performance test. Under the condition of low temperature, the surface of the catalyst is activated and acidified. The body contains acid, carbonized water, acid, carbon, water, acid, acid, carbonized water, carbonized water, acid, carbonized water, acid, carbonized water The above analysis is based on the analysis of the speed of reaction, the analysis of isotopes and the analysis of in-situ. 2. In this paper, the dehydrating substance was used to make the water, the water was used to make the water, and the water quality was used to make it successful. In this dehydration, there is a reversible absorption reaction, and after the formation of low temperature, the water content reacts to block the damage. On the surface of the catalyst, the dehydration agent was used for the first time. The dehydrator was used for the first time. The heavy water content was analyzed by temperature isotope analysis and velocity analysis, and the temperature was determined by DRIFT-IR. The results of this study are as follows: the results There are 3 copies of the achievements, 2 articles and 2 articles of special interest.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

電場触媒反応装置及び電場触媒反応方法

电催化反应装置及电催化反应方法

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

電場印加低温反応場における芳香族炭化水素の水蒸気改質

外加电场低温反应场中芳香烃的蒸汽重整

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuki Wakabayashi;Kohei Okamoto;Yoshisuke Ban;Shoichi Sato;Masaaki Tanaka;and Shinobu Ohya;瀧瀬賢人・村口敬亮・真島智宏・小河脩平・関根　泰
通讯作者：
瀧瀬賢人・村口敬亮・真島智宏・小河脩平・関根　泰

触媒利用による水素製造

使用催化剂制氢