| 研究課題/領域番号 |
10650766
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
触媒・化学プロセス
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
竹澤 暢恒 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60001715)
|
|---|
| 研究分担者 |
岩佐 信弘 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30223374)
藤田 進一郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80156869)
下川部 雅英 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40125323)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
|
| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1999年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1998年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
|
|---|
| キーワード | Pd合金触媒 / Pt合金触媒 / アルコール脱水素 / ギ酸メチル / 酢酸エチル / ホルムアルデヒド / アセトアルデヒド / 水素化分解 / 水酸化分解 / 脱カルボニル / Pd / ZnO触媒 / Zn / メタノール水蒸気改質 / 昇温還元 |
|---|
| 研究概要 |
(l)PdをZnO、Ga_2O_3 、In_2O_3 、およびCdO、PtをZnO、Ga_2O_3、およびIn_2O_3 あるいはRuをIn_2O_3 、に担持することにより、メタノール脱水素によるギ酸メチルの生成(2CH_3OH→HCOOCH_3+2H_2)、エタノール脱水素によるアセトアルデヒドあるいは酢酸エチルの生成、メタノール水蒸気改質(CH_3OH+H_2O→ CO_2+3H_2)、およびエステル(ギ酸メチル、酢酸エチル)の水素化分解によるアルコール+アルデヒド生成の選択率が特異的に高くなることを見い出した。特に、Pd/ZnO触媒は、従来利用されている銅系触媒に匹敵する活性および選択性を示すばかりでなく、メタノールの水蒸気改質において、銅系触媒よりも格段に優れた熱安定性を示すことを明らかにした。
(2)触媒の状態分析(XRD,TPR)を行った結果、上記の反応に対して高い選択性を示す触媒では、担体の一部が還元され、PdあるいはPtとのバイメタル合金が生成すること、また、合金相生成に伴い選択性が格段に増加することを明らかにした。一方、選択性の低い他の担持PdおよびPt触媒では、金属PdおよびPtのみが生成することを明かにした。
(3)反応機構を検討した結果、合金触媒では、メタノールあるいはエタノールの脱水素メタノールの水蒸気改質、あるいはエステルの水素化分解過程で生成するHCHO、あるいはCH_3CHOは分解せず、CH_3O-、C_2H_5OやHO-の求核攻撃を受け、ギ酸メチル、酢酸エチルやCO_2/H_2を生成すること、また、水素の攻撃を受けメタノールおよびエタノールを生成することを明らかにした。一方、金属PdおよびPtが存在する触媒ではHCHO、 CH_3CHOは容易に脱カルポニル化し、CO/H_2あるいはCH_4/COに変換することを明かにした。 これに基づき、合金化により、アルデヒド中間体が安定化し、特異な触媒特性が発現することを明らかにした。
(4)担持Pd/ZnO触媒の還元による合金調製過程を追跡した結果、Pdが全てPdZn合金に変換 するとZnOの還元が急速に停止することを明らかにし、広いPd担持率の領域において、PdZn組成の合金が選択的に生成することを示した。
|
