固体酸化物の格子酸素と金属の協奏機能をもつ水素製造用触媒に関する研究

固体氧化物晶格氧与金属协同作用制氢催化剂的研究

• 批准号: 19028061
• 负责人: 松方 正彦
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19028061/
• 关键词: 触媒反応; 触媒機能解析; エネルギー変換プロセス

炭化水素の水蒸気改質にはNi/Al203系触媒が用いられているが、この触媒の問題点は炭素析出による活性劣化である。本研究では,PtおよびPdといった貴金属を活性成分として用い、活性と安定性の向上を目的として触媒の担体にペロブスカイト型酸化物を適用して触媒特性を検討した。また、過渡応答法を用いて反応機構について、格子酸素の役割について検討を行った。担体にはLaAl03, La0.8Sr0.2Al02.9を用いた。比較用に-Al203,を用いた。活性金属のPd, Ptは含浸法にて1wt%になるよう担持した。活性試験は固定床常圧流通式反応器で、1073Kにて反応を行った。過渡応答測定では供給ガスの切り替え直後の生成ガス濃度の推移を追跡、解析した。Pd/α-Al203、Pt/α-Al203両触媒を用いて固定流通式反応器によって定常条件下での反応を行ったところ、Pd触媒、Pt触媒ともにα-Al203では劣化が起きた。これは炭素析出または活性成分である貴金属のシンタリングによる活性劣化と考えられる。一方LaAl03を担体とした場合には、α-Al203担体を用いた場合と比較して、著しく活性と安定性が向上した。特に、Ptはα-Al203担体ではほとんど活性を示さないのに対して、LaAl03を担体とするとPdよりも高い活性を示した。種々の過渡応答測定の結果により、Pt/LaAl03ではLangmuir-Hinshelwood機構に加え、酸素が格子酸素として担体中に取りこまれてから消費されるMars-van Krevelen機構も同時に起こっていることが示唆された。L-H機構とMVR機構のCO, CO2生成に対する寄与の割合は、L-H機構約40%、MVR機構約60%となり、担体中の格子酸素の反応への寄与が大きいことがわかった。

Ni/Al 2 O 3 基催化剂用于碳氢化合物的蒸汽重整，但这些催化剂的问题是它们的活性由于积碳而降低。本研究以Pt、Pd等贵金属为活性组分，钙钛矿型氧化物作为催化剂载体来提高活性和稳定性，并对催化剂性能进行研究。我们还使用瞬态响应方法研究了晶格氧在反应机理中的作用。使用LaAl03、La0.8Sr0.2Al02.9作为载体。 α-Al2O3，用于比较。通过浸渍法负载1重量％的活性金属Pd和Pt。活性测试在固定床常压流动反应器中于1073K下进行。在瞬态响应测量中，我们跟踪并分析了切换供应气体后立即产生的气体浓度的变化。当使用Pd/α-Al 2 O 3 和Pt/α-Al 2 O 3 催化剂在固定流反应器中在稳态条件下进行反应时，对于Pd和Pt催化剂，α-Al 2 O 3 均发生劣化。认为这是由于作为活性成分的贵金属的碳析出或烧结而导致活性劣化。另一方面，当使用LaAlO 3 作为载体时，与使用α-Al 2 O 3 载体时相比，活性和稳定性显着提高。具体地，虽然当使用α-Al 2 O 3 作为载体时Pt几乎没有表现出活性，但当使用LaAlO 3 作为载体时它表现出比Pd更高的活性。各种瞬态响应测量的结果表明，除了Langmuir-Hinshelwood机制之外，在Pt/LaAlO 3 中还同时发生Mars-van Krevelen机制，其中氧作为晶格氧结合到载体中然后被消耗。 L-H机制和MVR机制对CO和CO2生成的贡献率分别为L-H机制的40%左右和MVR机制的60%左右，表明载体中的晶格氧对反应做出了很大的贡献。

项目成果

ペロブスカイト担持金属触媒を用いたメタン水蒸気改質の過渡応答解析

使用钙钛矿负载金属催化剂进行甲烷蒸汽重整的瞬态响应分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Urasaki;K.;Tokunaga;K.;Sekine;Y.;Matsukata;M.;Kikuchi;E.;関根泰・井筒義行・井上涼太・石井健太郎・浦崎浩平・松方正彦・菊地英一
• 通讯作者: 関根泰・井筒義行・井上涼太・石井健太郎・浦崎浩平・松方正彦・菊地英一

エタノールの水蒸気改質におけるペロブスカイト担持Co系触媒の特性

钙钛矿负载钴基催化剂在乙醇水蒸气重整中的特性

• 发表时间: 2007
• 作者: Urasaki;K.;Tokunaga;K.;Sekine;Y.;Matsukata;M.;Kikuchi;E.;関根泰・井筒義行・井上涼太・石井健太郎・浦崎浩平・松方正彦・菊地英一;関根泰・山城庸平・福田佳恵・高田光子・浦崎浩平・松方正彦・菊地英一
• 通讯作者: 関根泰・山城庸平・福田佳恵・高田光子・浦崎浩平・松方正彦・菊地英一

Production of hydrogen by steam reforming of ethanol over cobalt and nickel catalysts supported on perovskite-type oxides

• DOI: 10.1016/j.catcom.2007.04.007
• 发表时间: 2008-03
• 期刊: Catalysis Communications
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kohei Urasaki;Kazuhisa Tokunaga;Yasushi Sekine;M. Matsukata;E. Kikuchi

ペロブスカイト型酸化物を担体としたメタン水蒸気改質反応における担体中の酸素の役割

以钙钛矿氧化物为载体的甲烷水蒸气重整反应中载体中氧的作用

• 发表时间: 2007
• 作者: 浦崎浩平;井上涼太;関根泰;松方正彦;菊地英一
• 通讯作者: 菊地英一