環境汚染物質除去を目的とした窒化物・炭化物触媒の新規CVD調製による開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044132
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 永井 正敏 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (20111635)
• 研究分担者: OYAMA S.Ted. Virginia Polytechnic Institute and State, 教授 ; 萩原 洋一 東京農工大学, 総合情報処理センター, 講師 (40218392) ; 松岡 正邦 東京農工大学, 工学部, 教授 (40016671) ; 尾見 信三 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (70016393)
• キーワード: CVD / モリブデン炭化物 / タングステン炭化物 / モリブデン窒化物 / コバルト窒化物 / 水素化脱硫反応 / CO_2の水素化反応

研究概要

本年度は(1)Mo_2CのCVD調製と触媒作用、および(2)Mo_2Nと(3)Mo_2Cの担持昇温窒化・炭化物の調製と触媒作用について研究を進めた。またこれまでほとんど研究されていない(4)窒化コバルトの調製と(5)タングステン炭化物のメソポーラスシリカ上での合成について研究を行った。
(1)および(3):炭化物のカ-バイド炭素とモリブデンの原子化(C/Mo)と触媒活性(CO_2の水素化反応)でβ-Mo_2C_<1.0>よりも炭素欠陥のあるMo_2C_<0.90>〜Mo_2C_<0.94>が高活性を有しMo_2Cの炭素欠陥サイトが活性点として有効であることが分かった。さらに、CVD調製法は種々のC/Mo比をもつMo_2Cを設計でき、商売調製に非常に有用であることも確認された。さらにMo_2C触媒を用いたCO,CO_2とCH_4とによるベンゼンの合成も試みている。
(2):アルミナ担持Mo_2N触媒を用いたジベンチオフェンの水素化脱硫反応において、脱硫された硫黄原子と触媒中の窒素および酸素との交換反応による触媒は劣化するが水素化活性賦与されることが分かった。
(4):種々の方法で窒化コバルトの合成を行った。XRD・XPS測定より、金属コバルト、コバルト酸化物からCo_2Nが少量合成された。さらに水素化脱硫反応に対する触媒活性を検討している。
(5):メソポーラスシリカの細孔を破壊せずにアルミナ上にタングステン炭化物の担持を行うために、非プロトン性の有機溶媒を用いると、細孔の破壊を抑えて担持することができた。調製した触媒はXRDパターンにより炭化処理後も元のものに近い細孔構造を保ことを確認した。しかしながら、シクロヘキセンの水素化反応に対する活性はあまり高くなく、今後さらに研究を積み重ねる必要がある。

研究成果

• [文献書誌] S. Omi, T. Taguch, M. Nagai, G. -H. Ma: "Synthesis of 100μm Uniform Porousby SPG Emulsification with Subsequent Swelling of the Droplets" J. Appl. Polym. Sci. 63. 934-942 (1997)
• [文献書誌] M. Nagai、 K. Koizumi, S. Omi: "NH_3-TPD and XPS Studies of Ru/Al_2O_3 Catalyst and HDS Activity" Catalysis Today. 35. 393-405 (1997)
• [文献書誌] T. Miyao, K. Oshikawa, S. Omi, M. Nagai: "Surface Property of Amunina-supported Mo Carbide and its Activity for HDN" Studies in surface Science and Catalysis. 106. 255-262 (1997)
• [文献書誌] M. Nagai, O. Uchino, T. Kusagaya, S. Omi: "Infrared Study on the Acid Sites of Nitrided Molybdena-alumina" Studies in surface Science and Catalysis. 106. 541-546 (1997)
• [文献書誌] M. Nagai, K. Koizumi, S. Omi: "Surface Properties and Activity of Ru/Al_2O_3 Catalysts for Hydrodesulfurization of Thiophene" J. Petroleum Institute of Jpn. 39(4). 272-281 (1997)
• [文献書誌] M. Nagai, Y. Goto, H. Sasuga, S. Omi: "Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene on Nitrided Mo/Al_2O_3Catalysts" J. European Ceramic Soc.17. 1983-1987 (1997)
• [文献書誌] M. Nagai, A. Miyata, T. Miyao, S. Omi: "Hydrodenitrogenation of Carbazoleon Nitrided Molybena-alumina Catalyst" J. Peteroleum Inst. Jpn.40(6). 500-509 (1997)
• [文献書誌] T. Miyao, I. Shishikura, M. Matsuoka, M. Nagai, S. T. Oyama: "Preparation and Characterization of Alumina-suported Molybdenum Carbide" Applied Catalysis. (in press). (1998)
• [文献書誌] M. Nagai, Y. Goto, H. Sasuga, S. Omi: "Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene on a Nitrided Supported Molybdena-Alumina Catalyst" Studies in Surface Science and Catalysis lll, Catalyst Deactivation 1997, Elsevier Science-NL. 439-445 (1997)
• [文献書誌] S. T. Oyama, 永井 正敏: "遷移金属窒化物・炭化物を用いた新規材料の開発" ペトロテック. 20(9). 762-766 (1997)
• [文献書誌] M. Nagai, T. Suda, S. Omi: "Preparation of Alumina-Supported Tungsten Nitride and its HDS Activity" Preprints, Division Petrolem.. Chem., ACS.42(3). 555-557 (1997)