1999 Fiscal Year Annual Research Report
メタンのリフォーミング反応における触媒寿命予測のための炭素析出挙動解析
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10555276
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
富重 圭一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (50262051)
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| Keywords | メタン / リフォーミング反応 / 触媒寿命 / 炭素析出 / ニッケル触媒 |
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| Research Abstract |
触媒としては、ニッケル及び白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムなどの貴金属を担持した触媒(担体:シリカ、マグネシア、チタニア、アルミナ、希土類酸化物など)及び本研究グループにより見出されたニッケル-マグネシア固溶体触媒を用いた。熱重量分析装置を用い、反応終了後の触媒上の析出炭素を定量した。反応圧力や反応時間に依存した炭素析出挙動が明らかとなり、特に、反応器内の触媒の入り口および出口における析出炭素量を測定したところ、触媒により入り口が多いものと出口に多いものがあることがわかった。このことは、入り口で進行しやすいメタンの分解による炭素析出と出口で進行しやすい一酸化炭素の不均化反応による炭素析出を区別して評価することが可能であることを見いだした。さらに、触媒のキャラクタリゼーションについては、XRD及びTEMにより触媒構造を、CO及び水素吸着量測定による金属微粒子の分散度測定などを行い触媒構造と炭素析出特性の相関について検討したところ、粒径の大きなニッケル粒子で炭素析出が進行するし、塩基性担体と相互作用した小さなニッケル粒子では炭素析出が大きく抑制されることがわかった。さらにSnやCaを触媒上に添加することにより炭素析出が減少することを見いだした。これは合金形成により粒子を通過しにくくなることによると考えている。さらに、改質剤に酸素を加えた内部熱供給型改質反応についても研究をスタートした。
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[Publications] K.Tomishige et al.: "Studies on Carbon Depositon in CO_2 reforming of methane over Nickel Magnesia Solid Solution Catalysts"J.Catalysis. 181. 91-103 (1999)
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[Publications] 姫野嘉之,冨重圭一 et al.: "NiO-Mgo 固溶体触媒上の高圧条件化でのメタンの炭酸ガスリフォーミング反応における反応特性と炭素析出挙動"石油学会誌. 42. 252-257 (1999)
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[Publications] Y.Chen,K.Tomishige et al.: "Catalytic Perfomance and catalyst structure of nickel-magnesia catalysts for CO_2 reforminjg of methane"J.Catalysis. 184. 479-490 (1999)
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[Publications] K.Tomishige et al.: "Development of New Generation Reforming Catalyst-Catalytic Performance and Carbon Deposition Behavior on Nickel-magnesia Catalysts"Kinetics and Catalysis. 40. 388-394 (1999)
