形状選択機能を有する反応場における新規な金属硫化物クラスタ-の合成とその触媒作用

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03453080
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山田 宗慶 東北大学, 工学部, 教授 (40091764)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 真樹子 東北大学, 工学部, 助手 (60227444)
• Keywords: 金属硫化物 / 形状選択性 / クラスタ- / 水素化脱硫 / 触媒調製 / 相互促進作用

Research Abstract

本研究の背景をなしている金属硫化物触媒のうち代表的なものはモリブデンの水溶性塩をコバルト塩とともにアルミナに含浸させ乾燥焼成したいわゆるCoOーMoO_3/Al_2O_3触媒である。この触媒は使用前に活性化のために硫化処理を施され、この処理によってCoとMoとが相互作用しながらある種の構造を形成していることが推定されている。この相互作用について以下の点を明らかにした。
(1)CoとMoを活性成分とする触媒を硫化後用いてベンゾチオフェンの水素化脱硫反応を水素気流中と硫化水素/水素混合気流中で行いその活性を比較検討したところ、水素気流中でより硫化水素/水素混合気流中での方がはるかに相互促進効果が大きいことが見いだされた。これは相互促進効果がCoとMoの両者の周囲の硫黄の配位状況に強く影響されていることを示唆する。
(2)硫化前の酸化物の状態でCoとMoがどの様に相互作用しているかを明らかにするため、焼成後の触媒を軽く(低温で)水素で還元してNOを吸着させてそのFTIR/DRAを測定した。その結果、CoOーMoO_3/Al_2O_3のMo点はMoO_3/Al_2O_3のMo点に比較して明らかに還元され難く、Coの酸化物とMoの酸化物が強く相互作用し合っていることが示唆された。このことから硫化物クラスタ-の前駆体としての酸化物の状態(硫化前)でCoとMoが相互作用していることが明らかになった。
(3)水素化脱硫反応における触媒活性の指標として一酸化窒素(NO)の吸着が適当であると提案されて久しいが、(1)の活性試験と(2)のNO吸着を組み合わせるとNOの吸着が水素化脱硫活性の必ずしも良い指標ではないことが推定された。

Research Products

• [Publications] Muneyoshi Yamada: "Distribution of Molybdenum Oxidation States in Reduced Mo/Al_2O_3 Catalysts.Correlation with Benzene Hydrogenation Activity" Journal of Physical Chemistry. 95. 7037-7042 (1991)
• [Publications] Muneyoshi Yamada: "The Effect of Catalyst Pretreatment on The Hydrogenation Activity and Surface Structure of CoMo/Al_2O_3" Proceedings of the International Conference on Petroleum Refining and Petrochemical Processing. 2. 768-774 (1991)
• [Publications] Muneyoshi Yamada: "Role of Co on Hydrodesulfurization of Benzothiophene on Sulfided CoMo/Al_2O_3.Relationship with the Inhibiting Effect of H_2S" Proceedings of JECAT '91. 216-219 (1991)
• [Publications] 山田 宗慶: "水素化脱硫反応の基礎ー最近の進歩" ペトロテック. 15. (1992)