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2018 年度 実績報告書

新規な手法で作製した二元系Cu触媒担持木質バイオマス炭素化物の水素製造用触媒特性

研究課題

研究課題/領域番号 16K07802
研究機関福島大学

研究代表者

浅田 隆志  福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (60434453)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
キーワード木質バイオマス / 炭素化 / 触媒
研究実績の概要

ボールミルを用いた新規手法によりCu-Mn触媒あるいはCu-Zn触媒を担持したスギ炭素化物を作製し,製造条件が表面特性と触媒特性に与える影響を評価した。
Cu-Mn触媒のCuとMn比の影響を検討したところ,スギおが屑にCu-Mn触媒を担持し炭素化するまでは,添加したCu-Mn触媒のCuとMn比が維持されたままであった。さらに過マンガン酸カリウム溶液中で加熱処理することにより一酸化炭素酸化の触媒活性が向上するが,過マンガン酸カリウム溶液中での加熱処理によりCu-Mn触媒が脱離し,CuとMn比も変化した。結果的に共沈法で作製するCu-Mn触媒はCuとMnのモル比が2:1で調製すると過マンガン酸カリウム処理後のCuとMn量が同程度になり,検討した中では一酸化炭素酸化の触媒性能が最も高かった。
Cu-Zn触媒についても,Cu-Mn触媒と同様に過マンガン酸カリウム溶液中の加熱処理により水性ガスシフト反応の触媒性能が向上した。過マンガン酸カリウム溶液処理によりCu-Zn触媒担持量は減少したが,CuとZnの比は大きな変化がなかった。検討した中ではCuとZnのモル比が2:1の時,水性ガスシフト反応の触媒性能が高かった。
スギおが屑に担持するCu触媒を共沈法とボールミル法で調製した場合を比較した。作製したCu-Zn触媒担持スギ炭素化物を電子顕微鏡とエネルギー分散型蛍光X線分析を用いた元素マッピングにより観察したところ,共沈法で調製したCu-Zn触媒はCuとZnが同一粒子に存在していたが,ボールミル処理で調製した場合は,CuとZnが別の場所に担持されている様子が観察された。検討した条件においては,CuOとZnOをボールミル処理しスギおが屑と混合してもスギおが屑表面に均一に担持されず,Cu-Mn触媒をボールミル処理により調製するにはさらなる条件検討が必要であることが分かった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Addition CuSO4 to roasted wood sawdust and subsequent carbonization on a flow of nitrogen for preparing the metal-loaded functional char2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Asada, Tomoe Tamaki, Tsugiko Takase
    • 雑誌名

      Wood Carbonization Research

      巻: 15 ページ: 8-17

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 銅亜鉛系触媒担持スギ炭素化物の水性ガスシフト反応触媒性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤悠貴,浅田隆志
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会(函館大会)
  • [学会発表] 銅亜鉛系触媒を担持したスギ炭素化物の調製と特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤悠貴,浅田隆志
    • 学会等名
      第4回北関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [学会発表] ボールミルを用いて調製したCu-Mn酸化物担持スギ炭素化物によるH2燃料中のCO酸化性能-酸化処理条件の影響-2018

    • 著者名/発表者名
      藤田雄,高瀬つぎ子,浅田隆志
    • 学会等名
      第45回炭素材料学会年会
  • [学会発表] Ni-Cu触媒担持スギ炭素化物の調製とエタノール水蒸気改質用触媒としての性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      大畑尚平,浅田隆志
    • 学会等名
      第9回福島地区CEセミナー

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公開日: 2019-12-27  

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