Mototake Yano

NiO deposition on support during preparation of Ni/SiO2 catalyst by chemical vapor deposition.

化学気相析出法 (CVD) により調製したNiO/SiO2粒子は数十nmのNiOとsiO2の凝集体と考えられる.この粒子の生成環境は自由分子領域にあり, NiO, SiO2蒸気の過飽和度Sは反応温度, 反応管内の位置により異なるが最大1020のオーダーである.そして, 核化速度はきわめて速い.そこで, 粒子生成過程はブラウン凝集過程であるとし解析し, 反応管軸方向温度補正を加えると, 粒子径dと滞留時間τとの間には, d=ατ2/5の関係が得られた.さらに, 単一のNiO粒子成長系から得た付着係数はNiO/SiO2系中から求めた値と比較して, 明らかに単一粒子系の付着係数が大きく, その割合はNiOの含有量にほぼ一致した.以上のことから, NiO/SiO2系のNiO粒子の成長はSiO2粒子により抑制されるが, SiO2 matrix中へのNiO粒子の均一分散には有利であることが明らかとなった.

Effects of sulfur on reduction behavior of supported NiO.

触媒の担体として広く用いられている Neobead-Cは不純物として硫黄化合物を含んでいる.そして, この硫黄は IR吸収スペクトル測定により SO42-の形で存在することが明らかとなった.本報では Neobead-C中のこの硫黄化合物が触媒前駆物質である担持 NiOの水素による還元に与える効果を調べた.この硫黄化合物は773Kでの水素還元ではほとんど除去されない.水素還元-酸素酸化を繰り返し, 水素, 酸素の消費量, 捕集された H2S, SO2の量を測定し, Neobead-C中の SO42-イオンの還元プロセスを考察した.NiOの還元に必要な量論量より過剰の水素が消費されているにもかかわらず, Neobead-Cに担持した NiOは773Kでは還元されにくい. Neobead-Cと同様, 還元-酸化を繰り返した結果から, Nioの還元性は SO42-により抑制されることが明らかとなった.還元-酸化の繰り返し実験から, 1回だけ含浸, 〓焼を施したγ-AM3.5とγ-AI13.5中の NiOの還元率は除去された SO42-と担持 Niのモル比 (S/Ni) が0.3になるまで0.3に達しない.しかし二回含浸, 〓焼した γ-AM6.0は (S/Ni) 比が0.1近傍になるまで還元率は0.5に近づく.これらの事実は前者の触媒では1回しか〓焼していないが, 後者の触媒は2回の〓焼で担体と強く結合し, 初めに担持したNi部分は還元しにくいことを示唆している.