新規な低温水蒸気改質反応用触媒の開発

低温蒸汽重整反应新型催化剂的研制

基本信息

批准号：
02650591
负责人：
五十嵐哲
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kogakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650591/
关键词：
低温水蒸気改質反応貴金属触媒触媒担体ジルコニア TPR法

项目摘要

当該研究者らは、ジルコニアを担体の主成分とする貴金属系触媒が水素製造のための水蒸気改質反応に低温できわめてすぐれた性能を示すことを見い出している。本研究では、おもに昇温反応(TPR)法によるnーブタンー水蒸気反応や一酸化炭素ー水蒸気反応を、場合によっては重水を用いて行ない、以前に行なった動力学測定や若干の触媒物性測定結果と合わせて考察することによって、触媒の作用機構とジルコニアの促進機能についての解明を図った結果、以下のことが明らかとなった。1.Rh/ZrO_2触媒において、ロジウム上への炭化水素の解離は充分速く進行する。2.本反応の酸化過程における反応中間体は、アルデヒド種、またはギ酸種である。3.触媒上に解離吸着した炭化水素(CH_x)は、担体酸化物上の表面ヒドロキシル基により酸化され、CH_x→CO→CO_2の順に酸化される。4.Rh/ZrO_2触媒のすぐれた低温活性は、ジルコニア表面上のヒドロキシル基の酸化能力におもに由来する。5.Rh/ZrO_2触媒にイットリア、セリアなどを添加したことによる低温での性能促進は、それらの添加が表面ヒドロキシル基の増大をもたらしたことによってジルコニアの酸化能力を助長したと考えられる。6.Rh/ZrO_2触媒にマグネシアを添加したことによる低温での性能促進は、マグネシアの添加によるロジウムへの担体からの電子供与能の増大が寄与していると推論される。以上に述べたように、本研究によって、低温水蒸気改質反応用触媒の作用機構をかなり明確にモデル化することができた。今後は、触媒調製に新規な工夫を図ることによって、より一層の高機能触媒を創出したいと考える。

这些研究人员发现，以氧化锆为载体的贵金属催化剂在低温蒸汽重整制氢反应中表现出极其优异的性能。在本研究中，我们主要使用程序升温反应（TPR）方法进行正丁烷-水蒸气反应和一氧化碳-水蒸气反应，并在某些情况下使用重水，并将动力学测量结果与一些催化剂物理测量结果进行比较。通过综合考虑之前进行的性能测量，我们试图阐明催化剂的作用机制和氧化锆的促进功能，结果明确了以下内容。 1.在Rh/ZrO_2催化剂中，烃离解到铑上的速度足够快。 2、该反应氧化过程中的反应中间体为醛类或甲酸类。 3.解离并吸附在催化剂上的碳氢化合物(CH_x)被载体氧化物上的表面羟基氧化，氧化顺序为CH_x→CO→CO_2。 4、Rh/ZrO_2催化剂优异的低温活性主要来源于氧化锆表面羟基的氧化能力。 5、Rh/ZrO_2催化剂中添加氧化钇、二氧化铈等引起的低温性能增强被认为是由于表面羟基的增加，促进了氧化锆的氧化能力。 6、推测Rh/ZrO_2催化剂中添加氧化镁低温性能的增强是由于氧化镁的添加增加了载体向铑提供电子的能力。如上所述，通过这项研究，我们能够非常清楚地模拟低温蒸汽重整反应催化剂的工作机理。未来，我们希望通过开发催化剂制备的新思路来制造更多功能的催化剂。