炭化水素燃焼触媒の短期寿命予測法の開発

碳氢化合物燃烧催化剂短期寿命预测方法的开发

• 批准号: 63850170
• 负责人: 村上 雄一
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63850170/
• 关键词: 触媒燃焼; メタン酸化反応; 白金触媒; シンタリング; 触媒寿命; 寿命試験; 周期的パルス法; 劣化加速試験

触媒燃焼方式では、触媒が長時間苛酷な反応雰囲気に曝されるために劣化が著しく、その実用化および性能向上の為には長寿命触媒の開発が急務となっている。しかし、長寿命触媒の開発には、長時間にわたる触媒の寿命試験が要求されるため、多大の経費と期間を要する。本研究では、我々が提案した周期的パルス法による反応雰囲気下でのシンタリング促進法をアルミナ担持白金触媒上での燃焼反応に適用して燃焼触媒の短期寿命予測法として確立することを目的として以下の研究を行った。1)劣化挙動の測定:0.14%Pt/Al_2O_3触媒を用いて、周期的パルス法によってメタン燃焼反応中における劣化加速試験を行い、約200時間にわたる加速条件下の劣化挙動を追跡し、同時にメタン燃焼の流通反応によって定常反応条件下での劣化挙動を追跡した。2)劣化速度の解析:上で測定した劣化挙動を非線形最小自乗法により解析し、定常条件下および加速条件下の劣化挙動がともに1次の劣化速度式により表しうることを確認した。3)周期の影響の検討:周期を0から120秒の範囲で変えて、1と同様の劣化試験を行い、劣化挙動を2で確立した劣化速度式により解析した。その結果、周期30秒の時に劣化速度が最大になることが明かとなった。4)分圧の影響の検討:メタンと酸素の分圧を変えて3と同様の実験と解析を行い、分圧を標準の倍にすることによって劣化速度をさらに高めうることを確認した。5)劣化加速試験条件の確立:以上の結果を総合して、メタン燃焼反応中における劣化を約20倍に促進し、触媒寿命を短期間で予測するための試験条件を確立した。

在催化燃烧方法中，催化剂长时间暴露于严重的反应气氛中，并且迫切需要长期催化剂的发展以使其实用并改善其性能。但是，长期催化剂的发展需要长期的催化剂生命测试，这需要大量的成本和时间。在这项研究中，我们进行了以下研究，目的是建立通过在反应大气下应用烧结促进方法来预测燃烧催化剂的短期寿命的方法，该方法使用对燃烧反应的氧化脉冲方法在氧化铝支持的铂催化剂上提出的循环脉冲方法。 1）测量降解行为：使用定期脉冲方法在甲烷燃烧反应期间，使用0.14％PT/AL_2O_3催化剂在甲烷燃烧反应期间进行劣化加速度测试，并在大约200小时内跟踪加速条件下的劣化行为，同时跟踪甲基反应的稳定反应反应，同时跟踪甲基反应的稳态反应。 2）降解率的分析：通过非线性最小二乘法对上述降解行为进行了分析，并确认在稳定和加速条件下的降解行为都可以通过一阶降解率方程来表达。 3）检查循环效应：周期从0更改为120秒，并以与1相同的方式进行劣化测试，并使用2在2中建立的劣化速率方程进行了分析劣化行为。结果，发现在30秒的循环中将最大化劣化速度。 4）对二压作用的检查：我们通过改变甲烷和氧的二压层压进行了实验和分析，与3中的分析相似，并确认可以通过标准的部分压力进一步提高劣化速率。 5）建立加速劣化测试的条件：将上述结果组合在一起，以促进甲烷燃烧反应期间的降解约20次，并建立了测试条件以预测短时间内的催化剂寿命。

项目成果

Shin'ichi Komai;Tadashi Hattori;Yuichi Murakami: Journal of Catalysis. (1989)

Shinichi Komai；Tadashi Hattori；Yuichi Murakami：催化杂志。