Pdと担体の組合わせによる特異触媒機能発現の機構と機能の利用

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650932
• 研究種目: 一般研究(C)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 竹澤 暢恒 北海道大学, 工学部, 教授 (60001715)
• 研究分担者: 岩佐 信弘 北海道大学, 工学部, 助手 (30223374) ; 藤田 進一郎 北海道大学, 工学部, 助手 (80156869) ; 下川部 雅英 北海道大学, 工学部, 助教授 (40125323)
• キーワード: メタノール水蒸気改質 / PdZn合金 / PtZn合金 / ギ酸メチル / Pd / ZnO触媒 / ZnO担持触媒

研究概要

種々の担持Pd系触媒上でメタノール改質(CH_3OH+H_2O→CO_2+3H_2,2CH_3OH→HCOOCH_3+2H_2)およびこれら触媒の状態分析を行い、Pd/ZnO触媒が他のPd触媒と顕著に異なる触媒特性を示すことを明かにした。すなわち、状態分析(XPS,AES,XRD,TPR)からは、Pd/ZnO触媒ではPdZn合金相が生成すること、合金相の成長と共に改質反応の選択性が格段に向上すること、一方、選択性が低い他の触媒ではPd金属相のみが生成することを明かにした。一方、反応機構からは、Pd/ZnO触媒では銅系触媒と同様、HCHO中間体にHO-やCH_3O-が求核的に付加するステップを経て反応が進行すること、これに対して、選択性の低い触媒ではHCHO中間体が容易にCO/H_2に分解することを明かにした。更には、このような違いは、HCHO中間体がPdZn合金上でη^1型として、一方、Pd金属上でη^2型として存在することに起因することを指摘した。これらの事実は、当初の考え“遷移金属と担体との組合わせにより銅系触媒と同様の機能を持った新規遷移金属触媒を設計する"ことが可能であることを示唆している。今年度はこれらの他、この考えにしたがい、CO_2からのメタノール合成に有効な新規Pd/ZnO触媒、および、メタノール改質に対して従来の担持Pt触媒とは著しく機能の異なるPtZn触媒の開発に成功している。

研究成果

• [文献書誌] N.Iwasa,S.Masuda,N.Ogawa,and N.Takezawa: "The Steam Reforming of Methanol over Pd/ZnO-Effect of the Formation of PdZn Alloys upon the Reaction" Applied Catalysis,. 125. 145-157 (1995)
• [文献書誌] N.Iwasa.T.Akazawa,S.Ohyama,K.Fujikawa,and N.Takezawa: "Dehydrogenation of Methanol to Methyl Formate over Supported Ni,Pd,and Pt Catalysts-Anomolous Catalytic Functions of PdZn and PtZn Alloys" Reaction Kinetics Catalysis Letters. 55. 245-250 (1995)
• [文献書誌] N.Iwasa,S.Masuda,and N.Takezawa: "Steam Reforming of Methanol over Ni,Co,Pd,Pt supported on ZnO" Reaction Kinetics Catalysis Letters. 55. 349-353 (1995)
• [文献書誌] S.Fujita,H.Ito,and N.Takezawa: "Remarks on the Assignments of Temperature Programmed Desorption Peaks for Surface Species Formed on Cu/ZnO in the Methanol Synthesis from CO" Catalysis Letters. 33. 67-74 (1995)
• [文献書誌] S.Fujita,M.Usuio,T.Hanada,and N.Taskezawa: "Methanol Synthesis from CO2-H2 and CO-H2 under Atmospheric Pressure over Pd and Cu Catalysts" Reaction Kinetics Catalysis Letters. 56. 15-19 (1995)
• [文献書誌] S.Fujita,A.M.Satriyo,G.C.Shen,and N.Takezawa: "Mechanism of the Formation of the Precursors for the Cu/ZnO Methanol Synthesis Catalysts by a Coprecipitation Method" Catalysis Letters. 33. 85-92 (1995)
• [文献書誌] S.Fujita,M.Usui,H.Ito,and N.Takezawa: "Mechanisms of Methnol Synthesis from Carbon Dioxide and from Carbon Monoxide at Atmosheric Pressiure over Cu/Zno" Journal of Catalysis. 157. 403-413 (1995)
• [文献書誌] 岩佐信弘、増田聡、小川訓聡、竹澤暢恒: "Pd/ZnO触媒のメタノール改質に対する特異な触媒特性" 触媒. 37. 486-489 (1995)
• [文献書誌] N.Takezawa: "Catalytic Function of Copper for Reforming of Methanol" Proc.of Workshop on Environmental Catalysis-the role of IB metals-. 31-38 (1995)
• [文献書誌] 竹澤暢恒: "メタノール水蒸気改質触媒" 触媒. 37. 320-326 (1995)