In-Situ蛍光XAFS法による反応条件下での水素化脱硫触媒の局所構造解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450334
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 岡本 康昭 島根大学, 総合理工学部, 教授 (80029553)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪東 恭子 物質工学工業技術研究所, 機能表面化学部, 研究員 ; 久保田 岳志 島根大学, 総合理工学部, 助手 (90304253)
• Keywords: XAFS / 水素化脱硫 / Co-Mo触媒 / Ni-Mo触媒 / Ni-W触媒 / Co-W触媒 / チオフェン / NTA

Research Abstract

計画に従い,In-situ蛍光XAFS測定のためのシステムの設計・製作を行った。測定用のステンレス製セルは新規に設計を行い、製作した。脱硫反応用流通系反応装置マスフローコントローラー、液送ポンプ、微少流量計を組み合わせて自作し、反応ガスのモニターにガスクロマトグラフを用いた。また、ガス処理については排気ガス洗浄装置及び燃焼装置を準備し、排気ガスの無害化を行った。硫黄化合物についてはスクラバーを反応ラインに取り付け、洗浄液に吸収させて処理した。セルを設置するハッチ内には水素及び硫化水素ガスセンサーを準備し、安全管理を行った。以上の装置一式を筑波の高エネルギー加速器研究機構の放射光施設(PF)に持ち込みin-situ蛍光XAFS測定システムを構築した。
Co-WoおよびNi-W触媒のCo, Ni K吸収端蛍光XAFSを脱硫反応条件下で測定、解析した。試料をin-stu蛍光XAFS測定セル内にセットし、H_2S/H_2混合気流中で硫化後にチオフェン/水素混合ガスを流通して反応を開始し、蛍光XAFS測定を行った。硫化過程のスペクトル変化から,Co-WoおよびNi-W触媒ではNiの方が硫化され易いことが明らかとなった.また,添加剤であるニトリロ三酢酸(NTA)を添加すると,Ni, Coの硫化速度が遅くなり,Co, Ni硫化物粒子の生成が抑制されることがわかった.また,NTAの添加効果はNiよりCoでより顕著に現れることが,Co_9S_8を参照物質として解析した結果からわかった。

Research Products

• [Publications] Takeshi KUBOTA, Naoto HOSOMI, Yuya HAMASAKI, Yasuaki OKAMOTO: "An XAFS study of the S-Se exchange during the reaction of selenophene over Mo sulfide catalysts"Chemical Physics Letters. 370. 813-819 (2003)
• [Publications] Takeshi KUBOTA, Naoto HOSOMI, Yuya HAMASAKI, Yasuaki OKAMOTO: "Mobility of Sulfur in Molybdenum Sulfide Clusters Encaged in Zeolite during Hydrodeselenium Reaction as Studied by XAFS"Studies in Surface Science and Catalysis. 145. 331-334 (2003)