2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
02J09167
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
長谷川 泰久 九州大学, 工学研究院, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 無機膜 / ゼオライト / 触媒 / 水素燃料 / 一酸化炭素 / 触媒膜 |
Research Abstract |
昨年度までに、Y型ゼオライト膜の気体透過特性およびその透過機構を明らかにし、貴金属触媒を担持したY型ゼオライト触媒膜を創製し、COの選択酸化反応へと応用した。その結果、従来の充填床型触媒反応器と比べて、この触媒膜が高い反応活性と反応選択性を示すことが明らかとなった。 本年度は、触媒膜の担持金属種や担持量といった膜組成、および触媒膜の膜厚やシリカ層の被覆といった構造が、反応特性および透過特性に及ぼす影響を明らかにした。その結果、3.4wt%だけPtを担持したとき、最も高いCO除去性能を示すことが分かった。また、COの反応速度が充分に速いため、膜厚が5μm以上であれば、CO除去性能はほとんど膜厚に依存しなかった。さらに、外表面にH_2選択透過性を示すシリカ層を被覆した触媒膜を用いることにより、CO除去性能を向上させることに成功した。これらの実験結果をもとに、今後の触媒膜調製の指針となる触媒膜内における濃度プロファイルと反応速度の関係を明らかにし、触媒膜の反応透過特性を定性的に説明することができた。 次に、触媒膜の反応透過特性を定量的に解析するため、触媒膜の反応透過モデルを提案した。気体透過試験からゼオライト膜内における気体の拡散係数を決定し、触媒充填床型反応器を用いて反応速度を決定した。これらの実験データを用いてモデル計算により、触媒膜の透過量を推測し、計算値と実験値がよく一致することを示した。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] 長谷川 泰久: "Oxidation of CO in hydrogen-rich gas using a novel membrane combined with a microporous SiO_2 layer and a metal-loaded γAl_2O_3 layer"Applied Catalysis A : General. 225. 109-115 (2002)
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[Publications] 外輪 健一郎: "Enhancement of CO oxidation by use of H_2-selective membranes impregnated with noble-metal catalysts"International Journal of Hydrogen Energy. 27. 339-346 (2002)
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[Publications] 長谷川 泰久: "The influence of feed composition on CO oxidation using zeolite membranes loaded with metal catalysts"Microporous and Mesoporous Materials. 53. 37-43 (2002)
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[Publications] 長谷川 泰久: "無機触媒膜の開発"化学装置. 44・2. 88-94 (2002)
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[Publications] 長谷川 泰久: "Separation of CO_2-CH_4 and CO_2-N_2 Systems Using Ion-Exchanged FAU-type Zeolite Membranes with Different Si/Al Ratios"Korean Journal of Chemical Engineering. 19・2. 309-313 (2002)