2016 Fiscal Year Research-status Report
重油の効率的脱硫のための新しい調製概念に基づくリン化ロジウム系触媒の開発
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16K17940
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
神田 康晴 室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (70447085)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | リン化ロジウム / 水素化脱硫反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シリカ担持リン化ロジウム触媒に金属Mを添加したRh-M-P触媒を調製し、チオフェンの水素化脱硫(HDS)反応に対する活性とC-S結合開裂能を評価した。Rh-P系触媒において、リン酸の還元によるリン化ロジウムの生成とシンタリングが同時に起こるため、HDS活性には最適な還元温度が存在することを明らかにしている。そこで、金属Mに第四周期金属を用いた触媒のHDS活性に対する最適還元温度について検討を行った。Rh-P触媒では550℃で水素還元をすると最高のHDS活性を示したが、工業的に脱硫触媒として広く使用されているCoとNiをRh-P触媒に添加すると、最適還元温度はそれぞれ500℃、450℃となった。これらのRh-M-P触媒のHDS活性はRh-P触媒よりも低かったが、中間生成物であるテトラヒドロチオフェン(THT)の生成量は少なかった。したがって、CoおよびNiの添加によりRh-P触媒のC-S結合開裂能は向上させることができたといえる。しかしながら、第四周期金属の添加によりRh-P触媒のHDS活性は低下したため、さらに貴金属の添加効果について検討した。貴金属としてはIr、RuおよびPtを使用した。Irを添加した触媒では著しくHDS活性が低下したが、わずかにTHT生成量が減少した。Rh-Ru-P触媒は還元温度450℃で処理することで最大のHDS活性が得られた、この活性はRh-P触媒よりも低かった。なお、この触媒はRh-P触媒よりも高いC-S結合開裂能を示した。さらに、Rh-P触媒にPtを添加すると最適還元温度は600℃と他の触媒よりも高かったが、HDS活性はほとんど低下しないことがわかった。また、Ptの添加によりTHTの生成量も減少したことから、Rh-P触媒に添加する金属としてはPtが適切であると判断された。
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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
添加する第2金属MはRh-SよりもM-S結合が弱い、同等、強いの3つのグループに分けて検討した。M-S結合が弱いFeやMnをRh-P触媒に添加するとC-S結合開裂能はあまり向上しなかった。一方で、RhとM-S結合が同等のNiやCoおよびM-S結合が強いRuやPtを添加するとC-S結合開裂能は向上した。当初、Sabatierの原理に基づきRhとM-S結合が同等の金属ではC-S結合開裂能はあまり向上しないと考えていたが、予想に反してC-S結合開裂能が高い触媒が得られた。これについては2017年度以降の検討事項としてキャラクタリゼーションに盛り込む予定である。以上のことから、当初の予定である「高い水素化能を有するリン化ロジウムにC-S結合解裂能を付与した触媒を開発する」という目的がおおむね達成できたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規開発した触媒は重油中に含まれる硫黄化合物に対するHDS活性について評価するとともに、X線回折や昇温還元プロファイルなどのキャラクタリゼーションも行うことで総合的に触媒の活性点に関する知見を得ることで、C-S結合開裂能の向上に関する理解を深める。
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| Causes of Carryover |
おおむね予算通りに使用したが、論文の出版まで成果が得られなかったため、その他で考えていた論文掲載に関わる費用(当初5万円程度を予想)が残金として生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は昇任による研究室移動などがあり、論文の執筆が思うようにできなかった。次年度以降は成果の論文化に力を入れることで、今年度の残額を使用することを考えている。
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