2018 Fiscal Year Annual Research Report
Catalytic performance of wood biomass charcoal loaded with binary Cu catalyst produced by novel method for Hydrogen production
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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触媒あるいはCu-Zn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。
Cu-Mn触媒のCuとMn比の影響を検討したところ，スギおが屑にCu-Mn触媒を担持し炭素化するまでは，添加したCu-Mn触媒のCuとMn比が維持されたままであった。さらに過マンガン酸カリウム溶液中で加熱処理することにより一酸化炭素酸化の触媒活性が向上するが，過マンガン酸カリウム溶液中での加熱処理によりCu-Mn触媒が脱離し，CuとMn比も変化した。結果的に共沈法で作製するCu-Mn触媒はCuとMnのモル比が2：1で調製すると過マンガン酸カリウム処理後のCuとMn量が同程度になり，検討した中では一酸化炭素酸化の触媒性能が最も高かった。
Cu-Zn触媒についても，Cu-Mn触媒と同様に過マンガン酸カリウム溶液中の加熱処理により水性ガスシフト反応の触媒性能が向上した。過マンガン酸カリウム溶液処理によりCu-Zn触媒担持量は減少したが，CuとZnの比は大きな変化がなかった。検討した中ではCuとZnのモル比が2：1の時，水性ガスシフト反応の触媒性能が高かった。
スギおが屑に担持するCu触媒を共沈法とボールミル法で調製した場合を比較した。作製したCu-Zn触媒担持スギ炭素化物を電子顕微鏡とエネルギー分散型蛍光X線分析を用いた元素マッピングにより観察したところ，共沈法で調製したCu-Zn触媒はCuとZnが同一粒子に存在していたが，ボールミル処理で調製した場合は，CuとZnが別の場所に担持されている様子が観察された。検討した条件においては，CuOとZnOをボールミル処理しスギおが屑と混合してもスギおが屑表面に均一に担持されず，Cu-Mn触媒をボールミル処理により調製するにはさらなる条件検討が必要であることが分かった。
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