金属・酸化物界面における新物項相の生成とその触媒化学

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02453073
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 内島 俊雄 筑波大学, 物質工学系, 教授 (30010804)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 潤児 筑波大学, 物質工学系, 講師 (40227905) ; 国森 公夫 筑波大学, 物質工学系, 助教授 (60132990)
• Keywords: 貴金属複合酸化物 / 担持金属 / SMSI / 金属・酸化物相互作用 / 水素化分解 / 脱水素 / メタン / 部分酸化

Research Abstract

1.担持された貴金属複合酸化物の合成と触媒化学挙動
SiO_2に担持された貴金属複合酸化物の単一相超微粒子の合成についてRhに変えてNiおよびFe等の系にも検討の範囲を拡大し、化学混合法による合成の試みを重点的に行った結果、NiA1_2O_4,NiTiO_3,NiTa_2O_6,Ni_3V_2O_3,NiNb_2O_6,FeNbO_4,FeA1_2O_4,AlNbO_4など、多数の担持貴金属複合酸化物の合成法を確立した。
また、これらのすべての複合酸化物系について、その還元・酸化の固体化学的挙動を検討した。複合酸化物の種類により分解温度が2〜700℃の広範囲に分布するが、基本的にはRhnbO_4 や RhVO_4の系で確立したSMSI挙動と類似の性質を示し、金属・酸化物相互作用の一般性を更に広い範囲に拡張することが出来た。
2.触媒作用における貴金属複合酸化物の特徴
シクロヘキサンの脱水素・水素化分解反応、アンモニア合成反応を中心に、各複合酸化物の触媒作用およびそのSMSI挙動を検討した結果、RhNbO_4のSMSIにおける脱水素活性の促進、MnRh_2O_4 および MoRh_2O_8等の複合酸化物自体が持つ著しい水素化分解活性など、多くの興味深い事実が得られた。
3.メタンの接触部分酸化による合成ガスの生成
CH_4接触部分酸化による合成ガス生成反応については、複合酸化物触媒から離れて、通常の担持金属触媒の金属間比較、担体効果および反応メカニズムの解明および反応の低温化の研究を重点的に行った。CO/H_2の生成が、完全酸化を経たのちH_2OおよびCO_2による改質反応として進行すること、CO_2の活性化を通して担体効果が顕著であること、2段パルス反応による低温化の可能性など、興味深いいくつかの新しい事実を明らかにした。

Research Products

• [Publications] 前田 啓: "担持RhおよびPd触媒における触媒活性に及ぼすSMSIの効果:種々触媒反応の比較" 日本化学会誌. 1992. 267-274 (1992)
• [Publications] Y.G.Yin: "Preparation of Niobates of Rhodium and Nickel by chemical Mixing Method" Bull.Chem.Soc.Japan. 65. 3218-3220 (1992)
• [Publications] K.Kunimori: "Catalytic Conversion of Methane to Synthesis Gas over Phodium Vanadate,RhVO_4:Redispersion of Rh Metal during the Reaetion" Bull.Chew.Soc.Japan. 65. 2562-2564 (1992)
• [Publications] 今井 文一: "パルス分子線交互蒸着法によるMgO/TiOx超格子の合成と構造" 表面科学. 13. 266-274 (1992)
• [Publications] J.Nakamura: "Production of Synthesis Gas by Partial Oxidation of Methane over the Group VIII Metal Catalysts" Sekiyu Gakkaishi. 36. 97-104 (1993)
• [Publications] K.Kunimori: "Preparation of Niobates of Rh and Ni and Their Catalytic Behavions during Calcination and Reduction Treatments" Catalysis Today. (1993)