JP2005131469A - エタノール水蒸気改質触媒、その製造方法及び水素の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 セリウムジルコニウム複合酸化物を担体とし、この担体上にコバルトが担持されていることを特徴とするエタノール水蒸気改質触媒、その製造方法並びに該触媒を用いた水素の製造方法に関する。
【選択図】 なし
Description
Steam reforming catalyst for H2 production from ethanol, Science and Technology in Catalysis 2002, 303 エタノールの水蒸気改質反応に対するアルミナ担持コバルト触媒の粒子径効果、日本化学会誌, 1997, 758
以下、本発明を詳細に説明する。
I.エタノール水蒸気改質触媒
本発明のエタノール水蒸気改質触媒は、セリウムジルコニウム複合酸化物(以下、「Ce-Zr複合酸化物」とも表記する)を担体とし、この担体上にコバルトが担持されていることを特徴とする。
II.触媒の製造方法
本発明のエタノール水蒸気改質触媒は、例えば、次のようにして製造することができる。
III.水素の製造方法
本発明のエタノール水蒸気改質触媒の存在下で、エタノール及び水蒸気を反応させることによって主として水素と二酸化炭素を得ることができる。
4.2gの酢酸コバルト4水物を200mlの蒸留水に溶解させた後、10gのセリウムジルコニウム複合酸化物(セリウム含有量30wt%)を混入して原料液とした。原料液に沈殿試薬として0.5N炭酸ナトリウム溶液(アルカリ溶液)を徐々に加え、水酸化コバルトをセリウムジルコニウム複合酸化物表面に析出沈殿させた。その後、撹拌熟成、水洗、乾燥の各過程を経て、450℃で12時間の焼成を行った。得られた触媒のコバルト担持量は9wt%であった。
製造例1のセリウムジルコニウム複合酸化物のセリウム含有量を40%とした以外は同様の手順で触媒を調製した。得られた触媒のコバルト担持量は9wt%であった。
製造例1のセリウムジルコニウム複合酸化物のセリウム含有量を63%とした以外は同様の手順で触媒を調製した。得られた触媒のコバルト担持量は9wt%であった。
製造例2の酢酸コバルト4水物の量を2.1gとした以外は同様の手順で触媒を調製した。得られた触媒のコバルト担持量は5wt%であった。
製造例2の酢酸コバルト4水物の量を8.4gとした以外は同様の手順で触媒を調製した。得られた触媒のコバルト担持量は17wt%であった。
製造例1で得られた触媒を、固定床流通式反応装置に組み込み水素(水素濃度50%、アルゴン希釈)を流通しながら400℃で1時間還元した。その後、エタノール1容と水蒸気5容からなる反応ガスを温度400℃、空間速度4800ml/g/hで供給した。その結果、エタノール転化率67%、水素選択率79%を得た。
製造例2で得られた触媒を、固定床流通式反応装置に組み込み水素(水素濃度50%、アルゴン希釈)を流通しながら400℃で1時間還元した。その後、エタノール1容と水蒸気5容からなる反応ガスを温度400℃、空間速度1500ml/g/hで供給した。その結果、エタノール転化率100%、水素選択率80%を得た。
製造例3で得られた触媒を、固定床流通式反応装置に組み込み水素(水素濃度50%、アルゴン希釈)を流通しながら400℃で1時間還元した。その後、エタノール1容と水蒸気5容からなる反応ガスを温度400℃、空間速度4800ml/g/hで供給した。その結果、エタノール転化率55%、水素選択率84%を得た。
製造例4で得られた触媒を、固定床流通式反応装置に組み込み水素(水素濃度50%、アルゴン希釈)を流通しながら400℃で1時間還元した。その後、エタノール1容と水蒸気5容からなる反応ガスを温度400℃、空間速度1500ml/g/hで供給した。その結果、エタノール転化率91%、水素選択率82%を得た。
製造例5で得られた触媒を、固定床流通式反応装置に組み込み水素(水素濃度50%、アルゴン希釈)を流通しながら400℃で1時間還元した。その後、エタノール1容と水蒸気5容からなる反応ガスを温度400℃、空間速度4800ml/g/hで供給した。その結果、エタノール転化率73%、水素選択率85%を得た。
セリウムジルコニウム複合酸化物に代えてセリウム酸化物を用いること以外は製造例1と同様の方法で処理することにより、酸化セリウムを担体とした酸化セリウム担持コバルト触媒(コバルト担持量、9wt%)を調製した。反応例2と同一の条件で反応を行った結果、エタノール転化率100%、水素選択率36%を得た。
セリウムジルコニウム複合酸化物に代えてジルコニウム酸化物を用いること以外は製造例1と同様の方法で処理することにより、酸化ジルコニウムを担体とした酸化ジルコニウム担持コバルト触媒(コバルト担持量、9wt%)を調製した。反応例2と同一の条件で反応を行った結果、エタノール転化率91%、水素選択率50%を得た。
Claims (9)
- セリウムジルコニウム複合酸化物を担体とし、この担体上にコバルトが担持されてなるエタノール水蒸気改質触媒。
- コバルト担持量が2〜30wt%程度である請求項1に記載のエタノール水蒸気改質触媒。
- セリウムジルコニウム複合酸化物中のセリウム含有量が15〜70wt%程度である請求項1又は2に記載のエタノール水蒸気改質触媒。
- コバルト化合物の水溶液とセリウムジルコニウム複合酸化物担体からなる混合物中に、アルカリ溶液を加えることにより該セリウムジルコニウム複合酸化物担体上にコバルト水酸化物を担持させることを特徴とするエタノール水蒸気改質触媒の製造方法。
- さらに、上記のセリウムジルコニウム複合酸化物担体上にコバルト水酸化物が担持された化合物を250〜600℃程度にて焼成した後、エタノール含有ガス中又は還元性ガス中で還元処理することを特徴とする請求項4に記載のエタノール水蒸気改質触媒の製造方法。
- 請求項4又は5に記載の製造方法により製造されるエタノール水蒸気改質触媒。
- 請求項1、2、3又は6に記載のエタノール水蒸気改質触媒を用いて、反応温度250〜550℃程度でエタノールと水蒸気の混合物を主として水素と二酸化炭素に変換することを特徴とする水素の製造方法。
- 反応温度が300〜500℃程度である請求項7に記載の水素の製造方法。
- エタノールの転化率が50%以上であり水素選択率が70%以上である請求項7又は8に記載の水素の製造方法。
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