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飽和炭化水素分解によるカーボンナノチューブの低温合成

Research Project

Project/Area Number 15760574
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Catalyst/Resource chemical process
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

竹中 壮  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (10302936)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords炭化水素分解 / カーボンナノチューブ / カーボンナノファイバー / 金属Ni触媒 / Pd-Ni合金触媒 / 担持ニッケル触媒 / メタン分解 / カーボンナノファィバー / パラジウム-ニッケル合金
Research Abstract

カーボンナノチューブの発見以来,炭素材料への関心が益々高くなっている.カーボンナノチューブ,カーボンナノファイバーはその構造に由来するユニークな物理的,化学的特性を有しており,その応用が期待される.現在これらのナノスケールカーボンは,レーザー蒸発法,アーク放電法により合成されているが,これらの方法はエネルギー多消費型であり,しかも原料となる炭素源を連続的に供給することができないため,大量生産法には不向きである.一方金属触媒に高温で炭化水素を接触させることによりカーボンナノチューブが生成する.申請者も以前より炭化水素分解によるカーボンナノチューブ合成を検討しており,担持Ni触媒がカーボンナノチューブの合成に有効であることを見出している.さらに担持Ni触媒への助触媒の効果を検討した結果,NiにPdをごく少量添加すると炭素収量が著しく向上することが分かった.そこで担持Ni触媒へのPdの添加効果を,反応中のPd添加Ni触媒の表面種の構造変化を基に検討した.担持Ni触媒のNi種は,炭化水素分解に高活性を示しているときに金属Niとして存在するが,失活と同時にニッケルカーバイド種に変化した.これに対しPd添加Ni触媒の金属種は,炭化水素分解中常にPd-Ni合金として存在し,金属カーバイドの生成は確認できなかった.よって担持Ni触媒へのPd添加により炭化水素分解活性,寿命が改善された原因として,Pd-Ni合金が金属カーバイドに変化しないことが考えられる.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2004 Other

All Journal Article (2 results) Publications (2 results)

  • [Journal Article] Methane decomposition into hydrogen and carbon nanofibers over supported Pd-Ni catelysts : Characterization of the catalysts during the reaction2004

    • Author(s)
      S.Takenaka, et al.
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B 108

      Pages: 7656-7664

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis of carbon nanotubes on Ni/Carbon-Fiber catalysts under mild conditions2004

    • Author(s)
      S.Takenaka, et al.
    • Journal Title

      Carbon 42

      Pages: 727-736

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] S.Takenaka, et al.: "Methane decomposition into hydrogen and carbon nanofibers over supported Pd-Ni catalysts"Journal of Catalysis. 220. 468-477 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] S.Takenaka, et al.: "Structural change of Ni species during the methane decomposition and the subsequent gasification of deposited carbon with CO_2 over supported Ni catalysts"Journal of Catalysis. 219. 176-185 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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