1996 Fiscal Year Annual Research Report
環境汚染物質除去を目的とした窒化物・炭化物触媒の新規CVD調製による開発
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07044132
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
永井 正敏 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (20111635)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
S.TED Oyama Virginia Polytechnic Institute and State, 教授
萩原 洋一 東京農工大学, 総合情報処理センター, 講師 (40218392)
松岡 正邦 東京農工大学, 工学部, 教授 (40016671)
尾見 信三 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (70016393)
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| Keywords | 環境触媒 / 遷移金属窒化物 / 遷移金属炭化物 / CVD法 / 触媒調製 / アルミナ担持触媒 |
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| Research Abstract |
8年度の研究実施計画に従い、(1)CVD法によるモリブデン炭化物の触媒調製とその触媒活性(水素化脱窒素反応、CO_2の水素化反応)(2)反応吸着種・触媒の表面反応性の検討(3)さらにアルミナ担持窒化モリブデン触媒の表面不均一性をフラクタル解析より定量化した。を行った。その結果以下の成果が得られた。
アルミナ担持モリブデン炭化物を調製し、水素気流中における昇温表面反応(TPSR)法を用いて担体上の炭化物を評価した。アルミナ担持モリブデン炭化物は、12.5wt%MoO_3/Al_2O_3をNH_3気流中で700℃まで昇温して予備窒化処理を行った後、20%CH_4/H_2気流中、700℃で3時間炭化処理を行って調製した。TPSRによって得られたCH_4生成スペクトルは複数の異なる炭素種の還元によるものと考えられるため、数本のCH_4生成ピークに波形分離した。その結果490、690および810℃の三つのCH_4生成ピークに波形分離した場合、実験値と計算値が良い一致を示した。XRDとXPSによる検討から、この490℃のピークは炭化物炭素の還元に帰属され、また690℃と810℃のピークはたい積炭素の還元に帰属された。アルミナ担持のモリブデン炭化物は490℃にCH_4生成ピークを示すことから、アルミナ担体上にもモリブデン炭化物が形成されていることが示唆された。また、炭化処理前に予備窒化処理を行うことよって、比表面積の増大および炭素たい積の抑制が認められた。
窒化処理温度の変化による窒化触媒の表面のフラクタル次元のグラフとフラクタル次元を求めた。窒化温度を773Kから1173Kに上昇させた場合フラクタル次元はD=2.0からD=2.8に増加し、このことからフラクタル解析から窒化温度上昇(973K〜1173K)により12wt%モリブデン窒化物触媒の表面構造がより不規則になるということが分かった。また触媒表面が不規則になると吸着等温線は高い相対圧では吸着量が減少し、これはフラクタル次元の増加と相関をもっている。さらに窒化処理温度の上昇と共にフラクタル次元と水素化脱窒素反応活性とが正の相関性をもち、窒化処理温度上昇のによる水素化脱窒素反応活性の増加は担持量増加のような電気的因子というよりもむしろ、表面構造の不規則性などの幾何学的因子によると考えられる。
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[Publications] M.Nagai,O.Uchino,T.Kusagaya,S.Omi: "Infrared Study on the Acid Sites of Nitrided Molybdena-alumina Catalysts" Proceedings of the lst Inter.Symp.6th European Workshop(Studies in Surface Science and catalysis). 106. 541-546 (1997)
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[Publications] T.Miyao,K.Oshikawa,S.Omi,M.Nagai: "Surface Property of Amunina-supported Mo Carbide and its Activity forHDN" Proceedings of the lst Inter.Symp.6th European Workshop(Studies in Surface Science and catalysis). 106. 255-262 (1997)
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[Publications] M.Nagai,O.Uchino,J.Okubo,S.Omi: "TPR and XPS Studies of Iron-exchaged Y Zeolites and their Activity during Dibenzothiophence Hydrodesulfurization" Proceeding of the 11th International Zeolite Conference(Studies in Surface Science and Catalysis 105B). 105B. 989-995 (1996)
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[Publications] M.Nagai,K.Koizumi,S.Omi: "NH_3-TPD and XPS Studies of Ru/Al_2O_3 Catalysts and HDS" Catalysis Today. 980(in press). in press (1996)
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[Publications] T.Miyao,I.Shishikura,M.MatsuokaM.Nagai: "CVD Synthesis of Alumina-supported Molybdenum Carbide Catalyst" Chem.Letters. 1996. 561-562 (1996)
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[Publications] 宮尾敏弘,穴倉勲 松岡正邦,永井正敏: "アルミナ担持炭化モリブデンの調製" 石油学会誌. 39. 229-235 (1996)
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[Publications] M.Nagai,T.Miyao,S.Omi: "Hydrotreating Technology for Pollution Control Catalysts,Catalysis,and Processes,Chemical Industries Series 67" Marcel Dekker Inc.,New York, 374 (1996)
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[Publications] M.Nagai,A.Miyata,T.Kusagaya,S.Omi: "The Chemistry of Transition Metal Carbides and Nitridesed.by S.T.Oyama" Chapman&Hall,New York, 534 (1996)
