1992 Fiscal Year Annual Research Report
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04241206
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
秋鹿 研一 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (20016736)
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| Keywords | 窒素分子活性化 / ルテニウム / アンモニア合成 / 触媒 / 吸着窒素分子 / 吸着窒素原子 / 電子供与効果 / 水素毒効果 |
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| Research Abstract |
ルテニウム触媒は第二世代のアンモニア合成触媒として注目されたいる.N_2とH_2とによるアンモニア合成反応はN_2の解離吸着を律速段階とする。従って窒素活性化の基礎的研究は重要である。ルテニウム触媒上での窒素活性化は共存する促進剤化合物(CsOH等)からの電子供与により促進される一方、共存水素により窒素活性化が阻害されることが多い。この電子供与と水素被毒効果を明らかにすることが重要な課題である。本年は希土類化合物が興味ある促進作用をする事を見出した。一般に希土類酸化物はアルカリ金属酸化物の較べると塩基性も小さく、電子供与能も小さいと思われていたが、十分な促進作用を持つことが見出された。また更に興味深いことに水素の被毒効果を減ずる働きのあることも明らかとなった。一方担持Ru触媒上でははじめて吸着N_2分子と吸着H原子をFTIRによりスペクトルとして観測することに成功した。吸着N_2分子の伸縮振動の波数が担体や促進剤により大きく変化し、電子供与の効果を反映している。即ちRu/Al_2O_3上では2214cm^<-1>、Ru/MgO上では2168cm^<-1>、Ru-CsOH/MgO上では2121及び2035cm^<-1>にN_2伸縮によるIR吸収が観測された。後者の触媒上ほど解離前駆体である吸着分子のN-N結合が緩くなっており、後者の触媒ほどアンモニア合成活性が高い。一方吸着H原子には2種類あり架橋型吸着種(1335cm^<-1>)が直線型吸着種(1762cm^<-1>)より強く吸着しており、N_2活性化サイトを妨害していることなども明らかとなった。アンモニア合成触媒の設計に役立てるべく、FTIRを用いた吸着状態の解明が進んでいる。
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[Publications] J.Kubota: "FTIR Spectra of Terminal and Bridged Hydrogen Atoms Adsorbed on Ruthenium Metal Particles Dispersed on Magnesium Oxide" Journal of Chemrcal Society,Chemical Communications. 661-662 (1992)
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[Publications] S.Murata: "Preparation and Characterization of Chlorine-Free Ruthenium Catalysts and the Promoter Effect in Ammonia Synthesis.1 An Alumina Supported Ruthenium Catalyst." Journal of Catalysis. 136. 110-117 (1992)
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[Publications] S.Murata: "Preparation and Characterization of Chlorine-Free Ruthenium Catalysts and the Promoter Effect in Ammonia Synthesis.2 A Lanthanide Oxide-promoted Ru/Al_2O_3 Catalyst." Journal of Catalysis. 136. 118-125 (1992)
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[Publications] S.Murata: "Preparation and Characterization of Chlorine-Free Ruthenium Catalysts and the Promoter Effect in Ammonia Synthesis.3 A Magnesia Cupported Ruthenium Catalyst." Journal of Catalysis. 136. 126-140 (1992)
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[Publications] K.Takeishi: "Study of Raney Ruthenium Catalyst for Methanol Synthesis" Journal of Catalysis. 136. 252-257 (1992)
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[Publications] Ken-ici Aika: "Ammonia Synthesis Catalyst (Theoretical Aspect of Catalytic Chemistry)" Kagaku Keizai. 7. 88-93 (1992)
