超高分散型水素化脱硫触媒の分子設計と機能の解明

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07242246
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡本 康昭 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (80029553)
• キーワード: 水素化脱硫反応 / ゼオライト / モリブデン硫化物 / コバルト硫化物 / モリブデンカルボニル / コバルトカルボニル / ベンゼン吸着 / チオフエン

研究概要

1)軽油、重質油の深度脱硫技術の開発は環境保全の立場からも現在最重要課題の一つである。水素化脱硫触媒は、Co(Ni)-Mo二元系硫化物を主成分として構成されており、Co(Ni)-Mo間に強い協働効果が働く。その原因を解明するため多くの研究がなされてきたがいまだ十分には理解されていない。本研究ではCo-Mo複合硫化物の超高分散化による高活性水素化脱硫触媒の開発を検討するとともに、協働効果発現機構を明らかにしようとした。均質な複合硫化物の合成には分子レベルで均質な細孔構造を有するゼオライトが担体として最適であり、さらにゼオライトの酸点との複合化も可能である。ゼオライト細孔内に超高分散Co-Mo複合硫化物を分子設計し、その構造、電子状態等を明らかにすることによりCo-Mo間に発現する協働効果の本質を解明しようと試みた。2)Mo(CO)_6を用いて調製したNoSx/NaYは高く水素化脱硫(HDS)活性を示すことが明らかとなった。さらに、均質な硫化Mo種の生成を確認した。NO吸着量およびEXAFS測定よりMoSx/NaYではMo硫化物が超高分散化していることが明らかとなった。ゼオライト細孔内に固定化されたNo(CO)_6を用いて調製した超高分散硫化Mo種がゼオライト細孔内に存在することは、ベンゼン吸着、各種置換チオフェンのHDS活性およびHREMの結果より結論された。Co(NO)(CO)_3/NaYの硫化処理により調製した硫化Co触媒はMoSx/MaYに匹敵するHDS活性を示すことが明らかとなった。さらに、MoSx/NaYにCo(NO)(CO)_3を吸着後、再硫化することによりCoSx-MoSx/NaY触媒を調製することができた。Co添加によりHDS活性の上昇がみられ、CoSx/NaY、MoSx/NaYの活性との比較によりCo-No間に協働効果がみられることが明らかとなった。Mok吸収端EXAFSの結果より、Co-Mo結合の形成がみられ、複合硫化物の生成が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Yasuaki Okamoto: "Preparation and Catalysis of Highly Dispersed Metal Sulfide Catalysts for Hydrodesulfurization" Catalysis in Petroleum Refining and Petrochimical. 77-89 (1996)
• [文献書誌] 岡本康昭: "Co-Mo複合硫化物触媒の構造と触媒作用" 触媒. 38. 26-33 (1996)
• [文献書誌] Yosuaki Okamoto: "Preparation and Catalytic Properties of Highly Dispersed Molybdenum and Cobalt-Molybdenum Sulfide Catalysts Supported on Alumino" Industrial and Enguineering Chemistry Research. 34. 3703-3712 (1995)
• [文献書誌] Yasuaki OKamoto: "Preparation, Catalysis and Charccteigation of Highly Dispersed Molybdenum Sulfide Catalysts Supported on a NaY Zeolite" Industrial and Engineering Chemistry Reseanch. 35(in press). (1996)
• [文献書誌] 岡本康昭: "プローブ分子にする触媒表面構造と活性サイトの解析" 表面科学. 17(印刷中). (1996)
• [文献書誌] Yasuaki Okamoto: "A Moleculor Approach to Synergy Generation in Co-Mo Binary Sulfide Catalysts for Hydrodesulfurization" Proc.11 th Interuational Congress on Catalysis. in press. (1996)