Pdと担体の組合せによる特異触媒機能発現の機構と機能の利用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650932
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 竹澤 暢恒 北海道大学, 工学部, 教授 (60001715)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩佐 信弘 北海道大学, 工学部, 助手 (30223374) ; 藤田 進一郎 北海道大学, 工学部, 助手 (80156869) ; 下川部 雅英 北海道大学, 工学部, 助教授 (40125323)
• Keywords: メタノール水蒸気改質 / Pd-Zn合金 / Pt-Zn合金 / Pd-3B金属合金 / Pt-3B金属合金 / ギ酸メチル / メタノール脱水素

Research Abstract

前年度の研究から、PdをZn0上に担持すると、銅触媒類似の機能が発現し、メタノール水蒸気改質およびメタノールからのギ酸メチル生成の活性および選択性が格段に向上することが明かになった。また、このような新機能の発現はPdZn合金の生成に起因することを明かにした。本年度は、これらの結果を踏まえ、この触媒の高性能化を計ると共に、新合金触媒および新反応の開発を目的とした。
(1)Pd/Zn合金触媒の高性能化-Pd/Zn0触媒の調製法を検討し、アルカリ(Na_2CO_3)により沈殿調製した触媒が、銅径触媒に匹敵する性能を示すことを見出した。
(2)新規合金触媒の調製と水蒸気改質特性-先に報告したPdZnおよびPtZnの他、Pd_<3.1>Zn_<6.9>、およびPdとGaあるいはIn、Ptとこれらの金属との合金がメタノール水蒸気改質に対して高い活性および選択性を示すことを明かにした。
(3)他の反応への利用-(2)で見出された合金触媒上でメタノール脱水素を行なった結果、いずれの触媒でもギ酸メチルが高選択的に生成することを見出した。
(4)合金化による新機能の発現-合金化に伴い、水蒸気改質や脱水素過程で生成するHCHO中間体が安定化し、HO-やCH_3O-が求核的に付加するステップが進行すること、一方、従来のVIII族金属触媒ではこの中間体が容易に分解してCO/H_2を生成することを明かにした。また、PdZn合金においては、PdとZnに電荷移動が起こり、Pdがカチオニックになることを示し、選択性の高いPdZn合金上ではHCHO中間体がη^1型として、一方、選択性の低いPd金属上ではη^2型として存在すると結論した。

Research Products

• [Publications] N. Iwasa: "Steam Reforming and Dehydrogenation of Methanol - Difference in thew Catalytic Functions of Copper and VIII Group Metals" Catalysis Today. (in press). (1997)
• [Publications] 藤田進一郎: "気相およびメタノール合成の機構(特集)" 触媒. 39. 9-15 (1997)