2022 Fiscal Year Annual Research Report
多元機能活性サイトの構築に基づく革新的触媒系の開発とその学理の深化
| Project/Area Number |
20H02517
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
古川 森也 北海道大学, 触媒科学研究所, 准教授 (10634983)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 金属間化合物 / 擬二元系合金 / 合金触媒 / 脱水素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、擬二元系合金を基盤材料として、以下の系において極めて優れた触媒の開発に成功した。
（１）アセチレン水素化に有効な多元素合金触媒の開発：CsCl型構造を有するNiGaのNiサイトとGaサイトをそれぞれFe/Cu、Geで部分置換した(NiFeCu)(GaGe)/SiO2触媒が、本反応に極めて高い活性とエチレン選択性、耐久性を示すことを見出した。本触媒ではアセチレンの転化率が100%に達した後も選択率が低下せず、エチレンの逐次水素化が完全に抑制されることが特徴的である。また本触媒はこれまでに報告されている卑金属系触媒に比べ圧倒的に高い活性を示した。
（２）プロパン酸化脱水素に高い耐久性を示す多元素合金触媒の開発：金属間化合物PtGeのPtサイトをCo/Cuで，GeサイトをGa/Snでそれぞれ置換することでPtGe型構造を有する HEI触媒、(PtCoCu)(GeGaSn)/Ca-SiO2の開発に成功した。本触媒では多元素化により熱的・化学的安定性が向上するだけでなく、Pt分率を調整することで孤立Ptのみが活性点として機能する表面反応場を構築することも可能である。本触媒は600°Cの厳しい高温条件下でも極めて長い触媒寿命（世界最高）を示し、擬二元系合金を基盤とする多元素合金が超高耐久なPDH触媒として有効に機能することを初めて見出した。
（３）メタンドライリフォーミングに高い耐久性を示す触媒の開発：金属間化合物Ni3GeのNiサイトをCoで置換した擬二元系合金(Ni0.5Co0.5)3Ge/SiO2触媒が本反応において極めて高い耐久性を示し、700℃で1000時間にわたって安定的に機能することを見出した。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
