(La, Sr)(Co, Ni)酸化物触媒上のメタンの部分酸化による合成ガスの製造 Partial Oxidation of Methane to Synthesis Gas over(La, Sr)(Co, Ni)Oxide Catalysts

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抄録

メタン酸化における, (La, Sr) (Co, Ni) 複合酸化物系の触媒特性と構造について検討した。触媒は, 金属のクエン酸塩をエチレングリコールと水の混合液に分散した溶液を原料として, 最終的に空気中850°Cで焼成し調製した。反応はメタン+空気の混合ガスを触媒上に流しながら温度を一定速度で上昇させる昇温反応法を行い, 室温から800°Cの間, 50°C毎に反応ガスを分析した。<br>ここで調製したいずれの触媒も, ペロブスカイト型酸化物の構造を示した。La<sub>1-x</sub>Sr<sub>x</sub>NiO<sub>3-δ</sub>(0≦x≦0.1) やLa<sub>2-x</sub>Sr<sub>x</sub>NiO<sub>4-δ</sub>(0.1≦x≦1.0) 系の触媒は反応温度が700°C程度を境界にして生成物分布が著しく異なった。低温域では完全酸化やC<sub>2</sub>炭化水素生成反応が進行し, 高温域では合成ガスが生成した。しかし, 高温域では触媒上への炭素析出が激しく, 短時間で反応管が閉そくした。合成ガス生成後の触媒は, ペロブスカイト構造が壊れLa<sub>2</sub>O<sub>3</sub>とNi金属が観察された。合成ガスの生成反応は, 触媒から遊離して金属状態に還元されたニッケル粒子によって促進されると考えられる。一方, LaCoO<sub>3-δ</sub> は構造的には安定であるが, 反応温度800°Cでも合成ガスの生成活性はほとんど認められなかった。完全酸化はペロブスカイト型酸化物によって促進されると考えられる。上記2系列のLaNi系および (La, Sr) Co系複合酸化物を複合したLa<sub>0.8</sub>Sr<sub>0.2</sub>Co<sub>0.8</sub>Ni<sub>0.2</sub>酸化物では, 安定な合成ガス生成能が認められた。

The catalytic properties of a series of (La, Sr)(Co, Ni) oxides have been studied for the oxidation of CH<sub>4</sub>. The catalysts were prepared by the citrate method. The catalytic test using a mixed gas of CH<sub>4</sub> and air was carried out by temperature programmed reaction (TPR) from room temperature to 800°C.<br>All the catalysts prepared possessed perovskite oxide structure. The mode of the catalytic oxidation substantially changed around 700°C during the TPR. The oxide catalysts generally catalyzed combustion or oxidative dimerization of CH<sub>4</sub> at temperatures below 700°C, while some of the oxides, La<sub>1-x</sub>Sr<sub>x</sub>NiO<sub>3-δ</sub>(0≤x≤0.1) and La<sub>2-x</sub>Sr<sub>x</sub>NiO<sub>4-δ</sub>(0.1≤x≤1.0), catalyzed synthesis gas production from CH<sub>4</sub> at temperatures above 700°C. The latter two oxide catalysts decomposed to form La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> and Ni metal after the reaction at 800°C, and the Ni metal seemed to be active species for the synthesis gas formation. However, significant coke formation was observed over the catalysts, resulting in a blockage in the reactor in a short time.<br>LaCoO<sub>3-δ</sub> was stable and active for the CH<sub>4</sub> combustion during the TPR, and showed a very low activity for synthesis gas production at 800°C, where Co metal was not observed. Partial substitution of Sr for La and of Ni for Co, respectively, in LaCoO<sub><sub>3</sub>-δ</sub>, <i>i.e.</i>, La<sub>0.8</sub>Sr<sub>0.2</sub>Co<sub>0.8</sub>Ni<sub>0.2</sub> mixed oxide, resulted in a stable activity for synthesis gas production. The activity was enhanced by pretreating the catalyst, <i>i.e.</i>, the reduction with CH<sub>4</sub>.

収録刊行物

  • 石油学会誌

    石油学会誌 39(5), 314-321, 1996-09-01

    公益社団法人 石油学会

参考文献:  22件中 1-22件 を表示

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10003817357
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00130954
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    05824664
  • NDL 記事登録ID
    4021153
  • NDL 雑誌分類
    ZP29(科学技術--化学・化学工業--燃料--石油)
  • NDL 請求記号
    Z17-177
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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