高圧気相反応の反応速度測定装置の試作に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62850121
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 八木 順一郎 東北大学, 選鉱製錬研究所, 教授 (20006050)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 春名 淳介 新日本製鐵(株), 技術研究本部・名古屋技術研究部, 主任研究員 ; 小舞 忠信 新日本製鐵(株), 技術研究本部・名古屋技術研究部, 部長 ; 秋山 友宏 東北大学, 選鉱製錬研究所, 助手 (50175808) ; 高橋 礼二郎 東北大学, 選鉱製錬研究所, 助教授 (30006051)
• Keywords: 水性ガスシフト反応 / 触媒 / 還元ペレット / 電解水溶液法 / 触媒有効面積 / 触媒能 / 高圧気相反応 / 反応速度式

Research Abstract

本年度は研究期間3年の最終年度にあたる。主に以下の研究を行なった。
1.金属触媒表面積の測定法の開発
気相反応の反応機構を明らかにし、反応速度式を確立し、反応速度定数を求めるためには触媒の表面積を正しく評価することが必要である。しかし、多孔質触媒のみならず、金属触媒の表面は必ずしも滑らかではなく、その幾何学的形状からだけで有効表面積を求めることができない。
本研究では、電解水溶液法によって金属触媒の外表面積を正確に測定する方法を開発した。その結果、ニッケル球および鉄触媒の外表面積は光学ガラス表面を基準とした面積よりも約45%大きいことが明らかとなった。本方法は不規則形状および表面の粗い金属触媒の表面積を高精度で測定することができる。
2.金属触媒充填層における気相反応の反応速度
ニッケル球および鉄触媒充填層における気相反応の速度を高温、高圧下で測定した。得られた結果に基づいて水性ガスシフト反応の反応速度式ならびに速度定数を決定した。速度定数の決定に際して、触媒有効反応面積は電解水溶液法によって求めた値を使用した。
3.従来の研究成果との比較
水性ガスシフト反応について、異なる触媒の条件下で測定された従来の反応速度との比較検討を行なった。
4.研究成果のとりまとめ。

Research Products

• [Publications] 沈峰満,高橋礼二郎,八木順一郎: "水性ガスシフト反応に及ぼす還元鉄ペレットの触媒効果" 鉄と鋼. 76. (1990)
• [Publications] 沈峰満,佐藤史生,高橋礼二郎,八木順一郎: "電解水溶液法による金属触媒表面積の測定" 材料とプロセス. 3. 49 (1990)