LPG－水素製造システム開発を指向した新規ナノ構造触媒調製法の開発

开发一种新型纳米结构催化剂制备方法，旨在开发液化石油气制氢系统

基本信息

批准号：
11J10332
负责人：
相方邦昌
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

1.Ni系触媒のCH_4熱分解反応と析出炭素の酸化的除去種々の金属酸化物担体(CeO_2,(CeO_2)_<0.8>(SmO_<1.5>)_<0.2>(SDC),SiO_2,(ZrO_2)_<0.92>(YO_<1.5>)_<0.08>)(YSZ)に担持したNi触媒のメタン熱分解活性およびその際に析出した炭素種の酸化的除去について検討した.これら触媒のCH_4熱分解活性は,Ni/CeO_2,Ni/SDCが60min後も高いCH_4熱分解活性を示した.また,CH_4熱分解活性と炭素析出量の序列は一致し,炭素析出量はCH_4熱分解活性に依存することがわかった.析出炭素のH_2Oによる酸化(H_2O-TPO)は,いずれの触媒もCO_2生成ピークが観察されたが,Ni/CeO2,Ni/SDCは7000℃以上の高温にもCO_2生成ピークが観察され,NiCeO_2,Ni/SDCに特異的な炭素種が存在することがわかった.H_2O-TPO測定後のXRDパターンから,Ni/CeO_2,Ni/SDCは金属Ni,Ni/YSZはNiO由来の回折線が強く観察された.従って,CeO_2系担体に担持したNi触媒のNi種は,H_2Oに対して高い耐酸化性を持つことがわかった.2.銅触媒上のCOシフト反応の活性サイトの解明Cu-Al_2O_3,Cu-ZnO,Cu-CeO_2触媒を使って,銅触媒のCOシフト反応の活性サイトについて検討した.銅触媒上のCO吸着挙動をIRで観察したところ,Cu-CeO_2触媒では特異的に金属銅に吸着したCOのバンド強度は低下し,CeO_2上に形成したbidentate型carbonateの吸収強度が増大した.これらIRバンドの吸収強度の変化は一次の反応速度式で整理され,各々の速度定数が一致したことから,金属銅上に吸着したCOがCeO_2上でcarbonateに変化することが示唆された.この結果と昨年度に示された活性の低い触媒には強い塩基点(CO_2流通下でbidentate型carbonateを形成するサイト)が多量に存在した結果から,強い塩基点上に形成する熱安定なbidentate型carbonateは触媒毒として働くと考えられた.このことに加えて,金属銅表面積当たりの活性が弱い塩基点量に比例する結果から,本反応における銅触媒の活性サイトは金属―金属酸化物の界面であると結論した.

1。CH_4基于Ni的催化剂的热解反应和对碳沉淀的碳的氧化去除，我们研究了支持各种金属氧化物载体支持的Ni催化剂的甲烷热解活性（CEO_2，（CEO_2），（CEO_2）_ <0.8> SIO_2，（ZRO_2）_ <0.92>（YO_ <1.5>）_ <0.08>）（YSZ）和在本研究中沉淀的碳物种的氧化去除。即使在60分钟后，这些催化剂的CH_4热解活性也显示出高CH_4热解活性。此外，CH_4热解活性和碳沉淀量按CH_4热解活性和碳沉淀量列出。发现碳沉淀量取决于CH_4的热解活性。在H_2O（H_2O-TPO）沉淀碳的氧化中，两种催化剂的CO_2形成峰都观察到了CO_2形成峰，即使在Ni/CEO2和Ni/CEO2和Ni/SDC的高温下，甚至在7000°C或更高的高温下也观察到CO_2形成峰，以及特定于NICO2和NICO2和NI/NI/SDC的碳。从H_2O-TPO测量后的XRD图案中，在金属Ni和Ni/YSZ中，强烈观察到NiO和Ni/sdc得出的衍生线。因此，Ni催化剂的Ni种类支持CEO2支持。 2。发现它具有较高的H_2O.2的氧化抗性。使用Cu-Al_2O_3，Cu-Zno和Cu-CEO_2催化剂研究了铜催化剂上CO转移反应的活性位点。当使用IR观察到铜催化剂上的CO吸附行为时，CO在Cu-CEO_2催化剂中专门在金属铜上吸附的带强度减少了，并且在CEO_2上形成的边框碳酸盐的吸收强度增加了。这些IR带的吸收强度的变化是通过一阶反应动力学方程式组织的，速率常数匹配。这表明CO在CEO_2上的金属铜上加热到碳酸盐。该结果以及上一个财政年度显示的低活性催化剂显示出大量强的基点（在CO_2流下形成边界型碳酸盐的位置），人们认为在强基点上形成的热稳定边界型碳酸盐是催化剂的。此外，从每个金属铜表面积的活性与碱点的量成正比的结果，可以得出结论，该反应中铜催化剂的活性位点是金属和金属氧化物之间的界面。