Co-Mo硫化物触媒活性サイト構造の決定と水素化脱硫反応機構の動的解明

Research Project

Project/Area Number	17034045
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Shimane University
Principal Investigator	岡本康昭島根大学, 総合理工学部, 教授 (80029553)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	久保田岳志島根大学, 総合理工学部, 助手 (90304253)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000) Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 2005: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	水素化脱硫反応 / Co-Mo硫化物触媒 / XAFS / チオフェン / セレノフェン / 水素化脱セレン反応 / 飯能機構 / 活性サイト / 水素化脱硫触媒 / 反応機構 / X線吸収スペクトル / 活性サイト構造 / コバルト-モリブデン硫化物 / 反応の動的挙動
Research Abstract	Co-Mo-S構造の詳細な解析を行った。CVD法によって選択的にCo-Mo-S相を形成した触媒のCo K端XAFS解析を行い,CoがS原子で架橋されたダイマーを形成しているモデルを提案した.さらに解析から得られた構造パラメータを基にしてモデル構造のFEFF理論計算によるシミュレーションを行い,2種類あるMoS_2エッジの両方で構造パラメータを満たすCoダイマー構造の構築が可能であることを明らかにした.反応機構の動的解明を目指してチオフェンの代わりにセレノフェンを用いてセレンの取り込まれる量、セレンの触媒中での位置の決定を行った。その目的のため、セレン化されたCo-Mo触媒のSe, Co K一吸収端XAFSの測定・解析を行った。Co K端XAFSの解析から,脱セレン反応の進行と共にCo-S配位数が減少し,Co-Seの配位数が増加することを示した.さらにXAFSを用いて上で提案したモデルから予想されるセレン交換量と配位数の変化は,実測の配位数と矛盾しないことを明らかにした.その結果より,Co-Mo-S活性相においてCoに吸着した硫黄原子が速やかにエッジサイトに交換していく反応モデルを提案した.さらに、詳細に検討し、Co-Mo-S TypeIとTypeIIでは反応機構が異なることを提案した。CVD-Co/MoS_2触媒でのセレノフェンの水素化脱セレン反応挙動の解析を昨年に引き続き詳細に検討した。脱セレン反応において,生成するH_2S量を比較した結果,触媒の担体,硫化処理条件によってCo原子当たりの最大硫黄交換量Se/Coは異なることがわかった.さらにチオフェンのHDS反応のTOFは触媒の最大Se/Co量に比例して増大することから,HDS活性は触媒上の硫黄原子の結合力に依存していることが示唆された.