触媒反応工学的手法による担持白金系触媒の白金使用量低減の試み

尝试利用催化反应工程技术减少负载型铂催化剂中铂的用量

• 批准号: 17656259
• 负责人: 五十嵐 哲
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656259/
• 关键词: 担持白金系触媒; 低温COシフト反応; TiO_2(rutile)担体; メカノケミカル法; 高温超臨界乾燥法

当研究室では、固体高分子形燃料電池(PEFC)に用いる水蒸気改質によって得られた水素からのCO除去のための低温COシフト反応のために、従来のCu-Zn系触媒に代えてTiO_2(rutile)を担体とする白金系触媒がきわめて高い性能をもつことを見いだしている。そこで、本研究は、TiO_2(rut.)の高表面積化と白金種の高分散化を図ることによってPt/TiO_2(rut.)系触媒の白金使用量を低減することを目的として、以下の結果が得られた。1.塩化チタンの加水分解によるTiO_2(rut.)の高表面積化塩化チタン濃度、加水分解温度、また沈殿洗浄温度などの沈殿条件のなかで、特に塩化チタン濃度を低くすることによって、焼成後のTiO_2(rut.)のBET表面積が大きく向上することが明らかとなった。2.メカノケミカル法および第2成分添加によるTiO_2(rut.)の高表面積化上記の塩化チタンの加水分解で得られた焼成前の高表面積なTiO_2(anat.)を試料として、遊星型ボールミルによる磨砕処理および触媒不活性な高表面積をもつ第2成分(SiO_2またはZrO_2)を添加して磨砕処理を施すことにより、TiO_2(rut.)のBET表面積は大きく増加した。しかし、これらの担体を用いて調製したPt-Re/TiO_2(rut.)触媒の性能は、向上しなかった。3.高温超臨界乾燥法(HTSCD)によるTiO_2(rut.)上へのPtの高分散化Pt-Re/TiO_2(rut.)触媒の調製に際してHTSCDの諸条件の影響について検討したところ、(1)溶媒/細孔容積比を低くしたHTSCD触媒は、Ptの高分散化によるPt使用量の低減と触媒活性の向上に効果があること、(2)HTSCD温度を350℃として調製した触媒が最も高活性を示すことが明らかとなった。以上、メカノケミカル法や高温超臨界乾燥法の採用によって、BET表面積の向上がもたらされ、また若干の触媒成績の向上が認められたが、今後は調製条件のより厳密な制御によって白金使用量の低減を図りたい。

我们的实验室发现，使用TIO_2（lutile）作为载体代替常规的Cu-ZN催化剂，对于液体燃料（PEFCS）中使用的蒸汽改革而获得的低温CO转移反应，使用TiO_2（lutile）作为载体，具有极高的性能。因此，在这项研究中获得了以下结果，目的是减少PT/TIO_2（rut。）催化剂中使用的铂量，通过增加TIO_2（rut。）的表面积并增加铂种的分散体。 1。已经揭示了降低氯化钛浓度，尤其是由于氯化钛，水解温度和降水清洁温度的水解引起的TiO_2（车辙）的高表面积，将大大改善钙化后Tio_2（rut。）的BET表面积。 2。通过机械化学方法和第二个成分的高表面积（Rut。）高表面积，通过使用高表面积TIO_2（ANAT。）通过上述氯化钛水解获得的钙_2（Anat。）在钙_2（ANAT。 ZRO_2）具有高催化剂惰性表面积，导致TIO_2（车辙）的BET表面积大大增加。但是，使用这些载体制备的PT-RE/TIO_2（RUT。）催化剂的性能没有提高。 3。我们使用高温超临界干燥方法（HTSCD）研究了HTSCD的各种条件对PT-RE/TIO_2（rut。）催化剂的制备影响，（HTSCD），（1）HTSCD催化剂具有较低/孔/孔的效率低，可在PT中降低PT的高度和（较高的PT），并且（降低PT）的效率高（降低PT）的功能（（降低PT）的效果（（用HTSCD温度为350°C的温度表现出最高的活性。通过使用机械化学方法和高温超临界方法，已经观察到了上述BET表面积的改进，并且已经观察到催化剂性能略有改进。但是，将来，我们希望减少对制备条件更精确控制的铂金量。