2016 Fiscal Year Research-status Report
新規な手法で作製した二元系Cu触媒担持木質バイオマス炭素化物の水素製造用触媒特性
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16K07802
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
浅田 隆志 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (60434453)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 木質バイオマス / 炭素化 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ボールミルを用いた新規手法によりCu-Mn触媒を担持したスギ炭素化物を作製し，製造条件が表面特性と触媒特性に与える影響を評価した。
共沈法により調製したCu-Mn触媒をボールミル処理によりスギおが屑に担持し，炭素化することでCu-Mn触媒担持スギ炭素化物を簡便に作製できた。CuとMnの担持量比は，共沈法によるCu-Mn触媒調製時の添加量比とほとんど同じであり，本方法では簡便にCuとMnの組成比を制御できることが示された。400℃，700℃，1000℃で炭素化した際，炭素化温度の上昇によりCuとMn担持量はわずかに増加し，BET比表面積や全細孔容積は大きく増加した。Cu-Mn触媒担持スギ炭素化物の粉末X線回折測定において，400℃および700℃炭素化時はブロードなピークが検出されアモルファス状で担持されていることが示唆された。1000℃炭素化時はCu-Mn複合酸化物，CuO，Cu2O，MnOのピークが検出された。
作製したCu-Mn触媒担持スギ炭素化物のCO酸化性能については，過マンガン酸カリウム溶液による処理の有無が大きく影響した。Cu-Mn触媒担持スギ炭素化物作製後，過マンガン酸カリウム処理しない場合は，ほとんどCO酸化性能を示さなかったのに対して，過マンガン酸カリウム溶液で処理することによりCO酸化性能が大きく向上した。また炭素化温度の影響を検討した結果，700℃炭素化時が最も高いCO酸化性能を示した。これは金属担持量と担持したCu-Mn触媒の結晶性が影響していると考えられた。Cu-Mn触媒担持700℃スギ炭素化物は水素リッチガス中においてもCO酸化性能を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度の研究計画は，Cu-Mn触媒を担持したスギ炭素化物の作製と表面特性，触媒特性の評価であった。
Cu-Mn触媒担持量，組成，炭素化温度，炭素化後の酸化処理の有無等が細孔特性，分散金属の化学形態，金属担持量，組成等の表面特性およびCO酸化性能に与える影響を評価し，多くの知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的であるボールミルを用いた新規手法によりCu-ZnおよびCu-Mnの二元系Cu触媒担持スギ炭素化物を作製し，製造方法が表面特性，触媒性能に与える影響の解明を計画通り実施する。
平成29年度は，計画通りCu-Zn触媒を担持したスギ炭素化物の作製と表面特性，水性ガスシフト反応触媒としての触媒特性を評価する。
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| Causes of Carryover |
研究および予算計画では，研究開始の平成28年度に全研究期間中に使用する触媒性能評価用実験装置を完成させる予定であったが，本研究課題は年度途中の追加採択であったことから研究開始が10月となり実験装置の完成が遅れたため，それに伴い若干の次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に使用できなかった分は，特に平成29年度以降の研究で使用する触媒性能評価用実験装置作製のための物品購入用であったため，平成29年度初めには使用し，平成29年度分は当初計画通りに使用する予定である。
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