2020 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
20K05592
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
日隈 聡士 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70714012)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武市 泰男 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (40636461)
岩佐 豪 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80596685)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 固体触媒 / 化学製品 / ルテニウム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
化学製品製造において触媒は不可欠であり、固体触媒を用いる不均一系反応は化成品の連続生産と触媒の回収・再利用が可能であるため『低環境負荷』である。しかし、固体触媒の反応は分子触媒を用いる均一系反応に比べ、安定(不活性)で表面エネルギーが低い。本研究では、固体材料の高活性なRuナノ粒子を触媒に用いて、『空気中の窒素(N2)からアンモニアなどを合成する』触媒の開発に挑戦する。本研究によって低温かつ温和な条件でN2からアンモニアなどを製造できればあらたな窒素循環技術になる。
研究実績の概要は、N2活性化する触媒として新たなRu系触媒を調製し、反応特性を評価した。新たなRu系触媒は共沈法や逆共沈法によって調製し、600℃3時間で焼成した。調製した触媒は『結晶・局所構造』と『組成。比表面積』解析し、』系統的触媒反応試験』と『活性・選択性評価』を遂行した。触媒分解反応特性は流通反応装置を用いて昇温法で評価した。
XRD測定より、担持Ru触媒のRu種に由来する回折線はRuO2に同定された。種々の担持Ru触媒のNH3合成反応に関する触媒特性をは、転化率が50%に達する温度(T50)の序列は、ZrO2 < SnO2 < Al2O3 < CeO2 < Nb2O5 < TiO2 < MgO < SiO2となり、Ru/ZrO2が高活性を示した。H2-TPRより見積られた担持Ru触媒のRuO2の還元温度(Tred.)の序列は，ZrO2 < Al2O3 < CeO2 < SnO2 < Nb2O5 < SiO2 < TiO2 < MgOとなり合成活性の序列とほぼ一致した。これらの結果は査読論文として報告した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画通り、実験が進んでいるため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、研究計画通り特殊反応場形成の検討事項を実施する。担持触媒では難しい操作である方法を遂行する。もし、それでもN2活性化が難しい場合は、他の方法を検討する。
|
| Causes of Carryover |
COVID-19の影響ため。
|
