CVD調整による新規メソポーラス窒化物触媒の細孔内反応機構の解析と高活性化

1998 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 09555244
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 触媒・化学プロセス
• 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: 馬 光輝 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助手 (90262245) ; 萩原 洋一 東京農工大学, 総合情報処理センター, 講師 (40218392) ; 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) ; 高山 正夫 日揮ユニバーサル株式会社, 中央研究所, 室長
• 研究期間 (年度): 1997 – 1998
• キーワード: CVD触媒 / タングステン窒化物 / モリブデン窒化物 / 水素化脱硫反応 / フラクタル

研究概要

(1)熱CVD法によりタングステンおよびニオブを各種担体に担持した窒化物触媒を調整し、ジベンゾチオフェンの水素化硫反応に対する選択性と活性を検討した。具体的には、CVD法によりアルミナ上にポーラスな窒化ニオブ薄膜を合成した。反応時間1.5時間の触媒において、経時時間140分を境に活性が低下から増加へ変化した。反応後のXPS測定から、反応後の硫黄の堆積は認められないことから、この活性上昇の原因は触媒上での硫化物の形成によるものではないことが分かった。
(2)その他のコバルト,モリブデン窒化物触媒をCVD法および昇温窒化法により調整し、CO_2の水素化、CO_2によるCH_4の改質反応を行った。またカルバゾールの水素化脱窒素反応に対する活性を研究した。
(3)反応工学的・工業的検討としてモリブデン窒化物の水素化脱硫反応に対する触媒劣化機構と触媒劣化を劣化関数を導出してシミュレーションによる寿命予測を行った。
(4)触媒表面の構造と触媒の表面反応性を拡散FTIR,TEM,SEM,XPS等で検討し、反応に高選択・高活性な触媒の表面構造と反応性の相関関係を考察し、反応データを反応工学的見地から解析する。
(5)物質を変えた吸着実験から触媒表面のフラクタル構造について検討し現在学会誌への投稿を準備している。シリウスによるフラクタルシミュレーションは成果を論文として提出するまでには至らなかった。

研究成果

• [文献書誌] M.Nagai、A.Irisawa、S.Omi: "XPS Study of the Deactivation and Sulfiding of Nitrided Molybdena-Alumina Catalyst during the Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene"J.Phys.Chem.B. 102. 7619-7626 (1998)
• [文献書誌] M.Nagai、Y.Goto、K.Oshikawa、K.Hada、S.Omi: "Temperature-programmed Reduction and XRD Studies of Ammonia-Treated Molybdeum Oxide and Its Activity for Carbazole Hydrodenitrogenation"J.Catal.. 182. 292-301 (1999)
• [文献書誌] M.Nagai、T.Suda、K.Oshikawa、N.Hirano、S.Omi: "CVD Preparation of Alumina-Supported Tungsten Nitride and Its Activity for Thiophene Hydrodesulfurization"Catal.Today. 50. 29-37 (1999)
• [文献書誌] M.Nagai、J.Takada、S.Omi、: "XPS Study of Nitrided Molybdena/Titania Catalyst for the Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene"J.Phys.Chem.B. 103. 10180-10188 (1999)
• [文献書誌] M.Nagai、M.Kiyoshi、A.Irisawa、S.Omi: "Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene on Ammonia-treated Molybdenum Oxide Catalyt"Studies in Surface Science and Catalysis. 122. 373-378 (1999)
• [文献書誌] M.Magai、H.Koyama、S.Sakamoto、S.Omi: "The nitrided CoMo Catalysts for Hydrodesulfurization and Hydrodenitrogenation"Studies in Surface Science and Catalysis. 127. 195-202 (1999)
• [文献書誌] M.Nagai、Y.Goto、H.Ishii、S.Omi: "XPS and TPSR Study of Nitrided Molybdena-alumina Catalyst for the Hydrodesulfurization of Dibenzothiophene"Appl.Catal.Gen.. 192. 189-199 (2000)
• [文献書誌] M.Nagai、T.Nakauchi、Y.Ono、S.Omi: "CVD Preparation of Alumina-supported Niobium Nitride and Its Activity for Thiophene Hydrodesulfurization"Catal.Today. 57. 299-306 (2000)
• [文献書誌] K.Hada、S.Omi、M.Nagai: "XPS and TPR Studies of Nitrided Molybdena-alumina"J.Phys.Chem.B. 104. 2090-2098 (2000)