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。

在催化燃烧的方法中，催化剂长期暴露于严格的反应气氛中，并且劣化是显着的，并且迫切需要长寿催化剂的发展，以实施实用和性能。但是，长寿催化剂的发展需要很长时间，需要大量的成本和时间。在这项研究中，目的是通过在周期性脉冲方法的反应大气下应用反应大气来建立燃烧催化剂的短期寿命预测方法，以应用于铝白金催化剂上的燃烧反应进行了研究。 1）测量劣化行为：0.14％PT/AL_2O_3使用催化剂在甲烷燃烧反应期间通过周期性脉冲方法执行恶化加速度测试，在大约200小时的加速度下，轨道降低了行为由于分布反应，在恒定反应条件下追踪恶化行为。 2）分析恶化速度：分析了上面通过非线性最小安装方法测量的恶化行为，并确认在恒定条件和加速条件下的恶化行为都可以用主要恶化速度类型来表示。 3）检查周期的影响：在0到120秒的范围内更改了周期，进行了与1相同的降解测试，并通过在2中建立恶化行为的恶化速度速度公式进行了分析。结果，揭示了在周期中30秒钟的劣化速度最大化。 4）对压力分裂的影响的检查：进行了相同的实验和分析，并确认可以通过改变甲烷和氧气的压力，并将压力的分裂加倍，从而进一步提高劣化速度标准。 5）建立恶化加速度测试条件：了解上述结果，促进甲烷燃烧反应的恶化约20次，并确定了在短时间内预测催化寿命的测试条件。

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。