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2016 年度 実績報告書

H2TiO3を原料に用いたV2O5-WO3/TiO2脱硝触媒製造法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15F15758
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

張 戦国  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創エネルギー研究部門, 上級主任研究員 (00250853)

研究分担者 YU JIAN  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創エネルギー研究部門, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-11-09 – 2018-03-31
キーワード酸溶解 / 加水分解 / 脱硝触媒 / 塗布ハニカム触媒 / スラグ / 赤泥
研究実績の概要

1)酸溶解及び加水分解工程の操作パラメータを制御することにより、チタン含有スラッグから、5wt%から-25wt%SiO2を含有するTiO2-SiO2担体を製造できることを確認した。また10wt%SiO2-TiO2担体が純TiO2より2倍強の表面積(約180m2/g)を有し、より高い分散性・活性の持つV2O5-WO3/TiO2型触媒の製造に適していることを確認した。さらには、SiO2の存在によりTiO2の熱安定性が大幅に改善されたことも高温焼成・形態解析試験より確認した。
2)チタン含有スラッグから製造した10wt%SiO2-TiO2を担体に用い、含浸法より調製したV2O5-WO3/TiO2-SiO2触媒は250-450Cの温度範囲でSiO2を有しない触媒と同等なまたはそれ以上の脱硝活性を示したことを確認した。また。担体に含まれる少量のFe2O3並びに硫酸根は触媒の酸化活性とNH3吸着性を高める効果があり、触媒の低温脱硝活性の改善に大きく寄与したことも解明した。該触媒は250℃の低温で600ppmのSO2と15%の水蒸気を含む模擬排ガスに対して高い活性と安定性を示しており、実用性が期待される。
3)異なるバナジウム化合物を前駆体に用いて調製した触媒の活性比較試験を行った。その結果、VOSO4·5H2OとNH4VO3の場合に比べ、VOC2O4·5H2O と[VO(acac)2を使用した触媒(V2O5/TiO2-SiO2)の方がより広い温度範囲(200-450C)で高い活性を示した。またハニカム担体に塗布した塗布型触媒として、ガラス溶融炉からの排ガスの脱硝実証試験において高い耐摩耗性と活性安定性を示した。
4)酸溶解と分級沈殿からなる手法により、赤泥から高い高温活性を有する廉価な鉄系脱硝触媒を分離・製造できることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

計画した試験は行っただけではなく、期待以上の結果を得た。(学会発表2件、誌上発表3報)
また、本研究で開発した酸溶解・分級沈殿分離手法によるアルミナ製造工場から排出される赤泥の分離・利用への展開が可能であることを確認できた。

今後の研究の推進方策

今年度に提出した計画の通りに研究を推進する。同時に成果の発表を積極的に行う。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 中国科学院/過程工程研究所(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      中国科学院/過程工程研究所
  • [雑誌論文] Upgrading V2O5-WO3/TiO2 deNOx Catalyst with TiO2-SiO2 Support Prepared from Ti-Bearing Blast Furnace Slag.2017

    • 著者名/発表者名
      Tuyetsuong Tran, Jian Yu*, Lina Gan, Feng Guo, Dinhtuan Phan and Guangwen Xu
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 6 ページ: 56-70

    • DOI

      10.3390/catal6040056

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure and performance of a V2O5-WO3/TiO2-SO2catalyst derived from blast furnace slag (BFS) for DeNOx2017

    • 著者名/発表者名
      Tuyet-Suong Tran, Jian Yu *, Changming Li , Feng Guo , Yusheng Zhang and Guangwen Xu
    • 雑誌名

      RSC Advance

      巻: 7 ページ: 18108-18119

    • DOI

      10.1039/C7RA01252G

    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved Low-Temperature Activity of V2O5-WO3/TiO2 for Denitration Using Different Vanadium Precursors2016

    • 著者名/発表者名
      Lina Gan, Feng Guo, Jian Yu* and Guangwen Xu
    • 雑誌名

      Catalysts

      巻: 6 ページ: 25-40

    • DOI

      10.3390/catal6020025

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Preparation and application of DeNOx catalysts with wide temperature window from industrial H2TiO3.2016

    • 著者名/発表者名
      Jian Yu, Changming Li, Guangwen Xu, Zhan-guo Zhang
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-23
  • [学会発表] The structural effect of mesoporous TiO2-SiO2 support derived from blast furnace slag on the selective catalytic reduction of NOx (Poster)2016

    • 著者名/発表者名
      Jian Yu, Suong Tuyet Tran, Zhanguo Zhang, Changming Li, Guangwen Xu
    • 学会等名
      16th International Congress on Catalysis,, 2016,7,2-12.
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      2016-07-03 – 2016-07-08
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] 16th International Congress on Catalysis2016

    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      2016-07-03 – 2016-07-08

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公開日: 2018-01-16  

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