JP2023058874A - Catalyst for inverse water gas shift reaction, and production method of carbon monoxide using the same - Google Patents

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隆 鳥屋尾
Takashi Toriyao
研一 清水
Kenichi Shimizu
真也 峯
Shinya Mine
剛 王
Gang Wang
鐸天 陳
Duotian Chen
康一 松下
Koichi Matsushita
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Hokkaido University NUC
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Abstract

To provide a catalyst for inverse water gas shift reaction excellent in catalytic activity and having high reactivity even under a reaction condition of low temperature and a production method of carbon monoxide using the same.SOLUTION: A catalyst for inverse water gas shift reaction is used to produce carbon monoxide from carbon dioxide and hydrogen. The catalyst for inverse water gas shift reaction includes a metal oxide carrier, a complex oxide carried by the metal oxide carrier, and a metal catalyst. The complex oxide contains an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of the group 4 elements, the group 5 elements, and the group 6 elements of the periodic table as a first metal oxide and an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of the group 1 elements and the group 2 elements of the periodic table as a second metal oxide.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、逆水性ガスシフト反応用触媒及びこれを用いた一酸化炭素の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reverse water gas shift reaction catalyst and a method for producing carbon monoxide using the same.

近年、グリーン・サスティナブルケミストリーに基づく持続可能な低炭素社会の創生を目的に、二酸化炭素(CO)を再生可能エネルギーである水素(H)で還元することにより基幹化学品へ変換する研究が行われている。例えば、COをHで還元することによって得られる一酸化炭素(CO)は、有機合成におけるカルボニル原料や、アルコール、ジェット燃料、ガソリンなどの液体炭化水素の原料として有用な化学原料となる。 In recent years, with the aim of creating a sustainable low-carbon society based on green and sustainable chemistry, research has been conducted on conversion of carbon dioxide (CO 2 ) into core chemicals by reducing it with hydrogen (H 2 ), a renewable energy source. is being done. For example, carbon monoxide (CO), which is obtained by reducing CO2 with H2 , is a useful chemical feedstock as a carbonyl feedstock in organic synthesis and as a feedstock for liquid hydrocarbons such as alcohol, jet fuel, and gasoline.

COをHで還元する方法としては、下記式(1)に示される逆水性ガスシフト反応が知られている。
CO+H→CO+HO・・・(1)
As a method for reducing CO 2 with H 2 , the reverse water gas shift reaction represented by the following formula (1) is known.
CO2 + H2- >CO+ H2O (1)

逆水性ガスシフト反応は、平衡反応であり、吸熱反応で高温が有利である。逆水性ガスシフト反応用触媒としては、例えば、Ca、Sr、又はBaからなるアルカリ土類金属の炭酸塩と、Ca、Sr、又はBaとTi、Al、Zr、Fe、W、又はMoとの複合酸化物を含有した触媒が報告されている(特許文献1参照)。 The reverse water gas shift reaction is an equilibrium reaction, an endothermic reaction favoring high temperatures. As the reverse water gas shift reaction catalyst, for example, an alkaline earth metal carbonate composed of Ca, Sr, or Ba, and a composite of Ca, Sr, or Ba and Ti, Al, Zr, Fe, W, or Mo A catalyst containing an oxide has been reported (see Patent Document 1).

特開2010-194534号公報JP 2010-194534 A

しかしながら、特許文献1の触媒は触媒活性が十分ではないために逆水性ガスシフト反応の反応温度を700℃以上の高温にする必要があり、省エネルギー化が望まれていた。また、高温の反応温度を要するため、高い耐熱性を有する材料や多段の熱交換器等の特別な製造設備が必要となり、COの製造コストの上昇を招くという問題があった。さらに、高温条件下で触媒を長時間曝すことにより触媒劣化が促進され、さらなる製造コストの上昇を招くという問題があった。
一方、低温の反応条件下では平衡制約のために反応性が低くなり、逆水性ガスシフト反応によりCOを効率的に製造することは困難であった。
However, since the catalyst of Patent Document 1 does not have sufficient catalytic activity, it is necessary to raise the reaction temperature of the reverse water gas shift reaction to a high temperature of 700° C. or higher, and energy saving has been desired. In addition, since a high reaction temperature is required, materials with high heat resistance and special production facilities such as multi-stage heat exchangers are required, leading to the problem of an increase in CO production costs. Furthermore, there is a problem that exposing the catalyst to high temperature conditions for a long time promotes deterioration of the catalyst, leading to a further increase in production costs.
On the other hand, under low-temperature reaction conditions, reactivity is low due to equilibrium constraints, and it has been difficult to efficiently produce CO by the reverse water gas shift reaction.

本発明は、低温の反応条件下であっても反応性が高い、優れた触媒活性を有する逆水性ガスシフト反応用触媒、及びこれを用いた一酸化炭素の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a reverse water gas shift reaction catalyst that is highly reactive even under low-temperature reaction conditions and has excellent catalytic activity, and a method for producing carbon monoxide using the same. .

発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、金属酸化物担体と、金属酸化物担体に担持された特定の金属元素の酸化物を含む複合酸化物と、金属触媒とを備えた触媒を用いることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research conducted by the inventors to solve the above problems, the inventors have discovered a metal oxide support, a composite oxide containing an oxide of a specific metal element supported on the metal oxide support, and a metal catalyst. The inventors have found that the above problems can be solved by using a catalyst having the above, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の態様を包含するものである。
[1]二酸化炭素及び水素から一酸化炭素を製造するために用いる逆水性ガスシフト反応用触媒であって、前記逆水性ガスシフト反応用触媒は、金属酸化物担体と、前記金属酸化物担体に担持された複合酸化物と、金属触媒とを備え、
前記複合酸化物は、第1の金属酸化物として、第4族元素、第5族元素、及び第6族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物と、
第2の金属酸化物として、第1族元素、及び第2族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物と、
を含む、逆水性ガスシフト反応用触媒。
[2]前記金属酸化物担体は、TiOである、[1]に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[3]前記金属触媒は、Ptである、[1]又は[2]に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[4]前記第1の金属酸化物は、Mo、V、Nb、及びWからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物である、[1]~[3]のいずれかに記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[5]前記第2の金属酸化物は、Rb、Cs、Ca、Sr、及びBaからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物である、[1]~[4]のいずれかに記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[6]前記第1の金属酸化物は、Moの酸化物である、[1]~[5]のいずれかに記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[7]前記Moの酸化物の含有量は、前記逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、Mo金属元素として0.2~3.0質量%である、[6]に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[8]前記複合酸化物は、第3の金属酸化物として、ランタノイドの酸化物を更に含む、[1]~[7]のいずれかに記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[9]前記第3の金属酸化物は、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Dy、Er、及びLuからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物である、[8]に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。
[10]二酸化炭素及び水素を含む原料ガスを、[1]~[9]のいずれかに記載の逆水性ガスシフト反応用触媒に接触させて一酸化炭素を含む生成ガスを得る、逆水性ガスシフト反応工程を備える、
一酸化炭素の製造方法。
[11]前記逆水性ガスシフト反応工程の反応温度が、100~400℃である、[10]に記載の一酸化炭素の製造方法。
That is, the present invention includes the following aspects.
[1] A reverse water-gas shift reaction catalyst used for producing carbon monoxide from carbon dioxide and hydrogen, wherein the reverse water-gas shift reaction catalyst comprises a metal oxide support and supported on the metal oxide support. comprising a composite oxide and a metal catalyst,
The composite oxide includes, as a first metal oxide, an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Group 4 elements, Group 5 elements, and Group 6 elements;
an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Group 1 elements and Group 2 elements as the second metal oxide;
A catalyst for the reverse water gas shift reaction, comprising:
[2] The reverse water gas shift reaction catalyst according to [1], wherein the metal oxide support is TiO2 .
[3] The reverse water gas shift reaction catalyst according to [1] or [2], wherein the metal catalyst is Pt.
[4] Any one of [1] to [3], wherein the first metal oxide is an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Mo, V, Nb, and W. A catalyst for the reverse water gas shift reaction as described.
[5] Any one of [1] to [4], wherein the second metal oxide is an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Rb, Cs, Ca, Sr, and Ba. The catalyst for the reverse water gas shift reaction according to 1.
[6] The reverse water gas shift reaction catalyst according to any one of [1] to [5], wherein the first metal oxide is a Mo oxide.
[7] The reverse water gas shift reaction according to [6], wherein the content of the Mo oxide is 0.2 to 3.0% by mass as the Mo metal element based on the total amount of the reverse water gas shift reaction catalyst. catalyst for
[8] The reverse water gas shift reaction catalyst according to any one of [1] to [7], wherein the composite oxide further contains a lanthanide oxide as the third metal oxide.
[9] The third metal oxide is an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Er, and Lu, [ 8].
[10] A reverse water gas shift reaction, wherein a raw material gas containing carbon dioxide and hydrogen is brought into contact with the reverse water gas shift reaction catalyst according to any one of [1] to [9] to obtain a product gas containing carbon monoxide. Equipped with a process,
A method for producing carbon monoxide.
[11] The method for producing carbon monoxide according to [10], wherein the reaction temperature in the reverse water gas shift reaction step is 100 to 400°C.

本発明によれば、低温の反応条件下であっても反応性が高い、優れた触媒活性を有する逆水性ガスシフト反応用触媒、及びこれを用いた一酸化炭素の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a reverse water gas shift reaction catalyst having high reactivity and excellent catalytic activity even under low-temperature reaction conditions, and a method for producing carbon monoxide using the same. .

以下、本発明について詳細に説明する。なお、以下に記載する構成要件の説明は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below. It should be noted that the description of the constituent elements described below is an example for describing the present invention, and the present invention is not limited to these contents.

(逆水性ガスシフト反応用触媒)
本実施形態に係る逆水性ガスシフト反応用触媒は、CO及びHからCOを製造するために用いるものであって、金属酸化物担体と、金属酸化物担体に担持された複合酸化物と、金属触媒とを備える。
(Catalyst for reverse water gas shift reaction)
The reverse water gas shift reaction catalyst according to the present embodiment is used for producing CO from CO 2 and H 2 and comprises a metal oxide support, a composite oxide supported on the metal oxide support, and a metal catalyst.

本実施形態に係る逆水性ガスシフト反応用触媒の作用機構は全て明らかとなっていないが、推察される作用機構の一例を下記に示す。
本実施形態に係る逆水性ガスシフト反応触媒は、金属酸化物担体に、例えばモリブデンの酸化物を含む複合酸化物が担持され、さらに金属酸化物担体及び/又は複合酸化物に金属触媒が担持されている。本実施形態に係る逆水性ガスシフト反応用触媒が低温の反応条件下であっても優れた反応性を有するのは、複合酸化物を構成する酸化物の酸素欠損がCOの吸着及び活性化を担うとともに、金属触媒がHの乖離を担う、複合酸化物と金属触媒との協働的な触媒作用によるものと推察される。また、複合酸化物及び/又は金属触媒を担持する金属酸化物担体は、多孔質構造を有しているため、比表面積が大きく反応活性点が多く存在する。このため、本実施形態に係る逆水性ガスシフト反応触媒は、低温の反応条件下であっても逆水性ガスシフト反応の反応性が高いと推察される。
Although the mechanism of action of the reverse water gas shift reaction catalyst according to the present embodiment has not been fully elucidated, an example of a presumed mechanism of action is shown below.
In the reverse water gas shift reaction catalyst according to the present embodiment, a metal oxide support supports a composite oxide containing, for example, molybdenum oxide, and a metal catalyst is supported on the metal oxide support and/or the composite oxide. there is The reason why the reverse water gas shift reaction catalyst according to the present embodiment has excellent reactivity even under low-temperature reaction conditions is that the oxygen deficiency of the oxides constituting the composite oxide facilitates the adsorption and activation of CO2 . It is presumed that this is due to the cooperative catalytic action of the composite oxide and the metal catalyst, in which the metal catalyst is responsible for the dissociation of H 2 . Moreover, since the metal oxide carrier that supports the composite oxide and/or the metal catalyst has a porous structure, it has a large specific surface area and many reactive sites. For this reason, the reverse water gas shift reaction catalyst according to the present embodiment is presumed to have high reactivity in the reverse water gas shift reaction even under low-temperature reaction conditions.

<金属酸化物担体>
金属酸化物担体は、主な役割として、複合酸化物及び/又は触媒としての活性を有する金属触媒を担持する。
<Metal oxide support>
The metal oxide carrier mainly plays a role of supporting a composite oxide and/or a metal catalyst having catalytic activity.

本実施形態の金属酸化物担体は、逆水性ガスシフト反応をより促進できる観点から、多孔質構造を有する。なお、特許文献1のような担体を有さない触媒は、通常1000℃以上の焼成温度により形成される。この場合、触媒は多孔質構造を形成することができず、逆水性ガスシフト反応の反応性に劣る傾向がある。一方、本実施形態の逆水性ガスシフト反応用触媒は、多孔質構造を有する金属酸化物担体を備えることから、比表面積が大きく反応活性点が多く存在し、触媒活性に優れる。 The metal oxide support of the present embodiment has a porous structure from the viewpoint of promoting the reverse water gas shift reaction. Incidentally, a catalyst having no carrier as in Patent Document 1 is usually formed at a calcination temperature of 1000° C. or higher. In this case, the catalyst cannot form a porous structure and tends to have poor reactivity in the reverse water gas shift reaction. On the other hand, the catalyst for reverse water gas shift reaction of the present embodiment is provided with a metal oxide support having a porous structure, so that it has a large specific surface area, many reaction active sites, and excellent catalytic activity.

金属酸化物担体としては、多孔質構造を形成できるものであれば制限されないが、例えば、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化アルミニウム(Al)、又は酸化ケイ素(SiO)等が挙げられる。これらの中でも、逆水性ガスシフト反応をより促進できる観点から、TiOが好ましい。 The metal oxide support is not limited as long as it can form a porous structure . SiO 2 ) and the like. Among these, TiO 2 is preferable from the viewpoint of promoting the reverse water gas shift reaction.

逆水性ガスシフト反応用触媒は、粉体でもよく、その一方で反応系に密に充填する観点から、金属酸化物担体としては、球形や円柱形などの成型体であることが好ましい。 The reverse water gas shift reaction catalyst may be a powder, while the metal oxide support is preferably a spherical or cylindrical molded body from the viewpoint of densely filling the reaction system.

金属酸化物担体としての粒子の一次粒子の粒径としては、10nm以上が好ましく、50nm以上がより好ましい。また、同粒径としては、1000nm以下が好ましく、800nm以下がより好ましい。粒径が10nm以上であれば、反応系における接触効率を悪化させることなく、COの製造効率を高めることができる。また、粒径が1000nm以下であれば、十分な比表面積が得られ易く、逆水性ガスシフト反応をより促進できる傾向がある。粒子の一次粒子の粒径は、X線回折法によって求めることができる。 The particle size of the primary particles of the metal oxide support is preferably 10 nm or more, more preferably 50 nm or more. In addition, the particle size is preferably 1000 nm or less, more preferably 800 nm or less. If the particle size is 10 nm or more, the CO production efficiency can be increased without deteriorating the contact efficiency in the reaction system. Moreover, when the particle size is 1000 nm or less, a sufficient specific surface area tends to be obtained, and the reverse water gas shift reaction tends to be promoted more. The particle size of the primary particles of the particles can be determined by an X-ray diffraction method.

金属酸化物担体としての粒子の比表面積は、逆水性ガスシフト反応の反応性を向上させる観点から、10m/g以上が好ましく、20m/g以上がより好ましく、30m/g以上がさらに好ましい。一方、同比表面積は、触媒強度を維持する観点から、1,000m/g以下が好ましく、500m/g以下がより好ましく、400m/g以下がさらに好ましい。
金属酸化物担体としての粒子の比表面積は、Brunauer-Emmett-Teller(BET)1点法によって求めることができる。
The specific surface area of the particles as the metal oxide support is preferably 10 m 2 /g or more, more preferably 20 m 2 /g or more, and even more preferably 30 m 2 /g or more, from the viewpoint of improving the reactivity of the reverse water gas shift reaction. . On the other hand, the specific surface area is preferably 1,000 m 2 /g or less, more preferably 500 m 2 /g or less, and even more preferably 400 m 2 /g or less, from the viewpoint of maintaining catalyst strength.
The specific surface area of particles as metal oxide supports can be determined by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) one-point method.

<複合酸化物>
複合酸化物は、金属酸化物担体に担持される。複合酸化物は、後述する金属触媒を担持する担体としての機能と逆水性ガスシフト反応を促進する触媒としての機能を兼ねる。また、複合酸化物は、逆水性ガスシフト反応用触媒の機械的強度を向上させる機能を有する。
<Composite oxide>
A composite oxide is supported on a metal oxide support. The composite oxide has both a function as a carrier that supports a metal catalyst, which will be described later, and a function as a catalyst that promotes the reverse water gas shift reaction. In addition, the composite oxide has a function of improving the mechanical strength of the reverse water gas shift reaction catalyst.

複合酸化物は、還元処理によって酸素欠損を生じるものと考えられる。酸素欠損が生じた部位は、COから酸素原子を引き抜き、COを生成する反応の活性部位として機能し得る。このため、本実施形態に係る複合酸化物は、後述する金属触媒を担持する担体としての機能と逆水性ガスシフト反応を促進する触媒としての機能を兼ねる。 Composite oxides are considered to have oxygen deficiencies due to reduction treatment. Sites with oxygen vacancies can function as active sites for reactions that abstract oxygen atoms from CO2 and produce CO. Therefore, the composite oxide according to the present embodiment has both a function as a carrier that supports a metal catalyst, which will be described later, and a function as a catalyst that promotes the reverse water gas shift reaction.

複合酸化物は、第1の金属酸化物として、第4族元素、第5族元素、及び第6族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物と、第2の金属酸化物として、第1族元素、及び第2族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物とを含む。
第1の金属酸化物と第2の金属酸化物とを組み合わせることによって、逆水性ガスシフト反応の反応性をより一層向上させることができる。
The composite oxide comprises, as a first metal oxide, an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Group 4 elements, Group 5 elements, and Group 6 elements, and a second metal The oxides include oxides of at least one metal element selected from the group consisting of Group 1 elements and Group 2 elements.
By combining the first metal oxide and the second metal oxide, the reactivity of the reverse water gas shift reaction can be further improved.

<<第1の金属酸化物>>
第1の金属酸化物は、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第4族元素、第5族元素、又は第6族元素に属する金属元素の酸化物であれば、特に限定されない。具体的には、第1の金属酸化物としては、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ラザホージウム(Rf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、ドブニウム(Db)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、又はシーボーギウム(Sg)の酸化物を用いることができる。第1の金属酸化物は、1種単独でもよいし、2種以上を用いてもよい。
<<First Metal Oxide>>
The first metal oxide is a metal element belonging to Group 4 elements, Group 5 elements, or Group 6 elements in the periodic table of long period elements based on the regulations of IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) is not particularly limited as long as it is an oxide of Specifically, as the first metal oxide, titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), rutherfordium (Rf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), dubnium (Db), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), or seaborgium (Sg) oxides can be used. One kind of the first metal oxide may be used alone, or two or more kinds thereof may be used.

上記のなかでも、逆水性ガスシフト反応の反応性に優れる観点から、第1の金属酸化物としては、V、Nb、Mo、及びWからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物であることが好ましく、Moの酸化物であることが特に好ましい。 Among the above, from the viewpoint of excellent reactivity in the reverse water gas shift reaction, the first metal oxide is an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of V, Nb, Mo, and W. and particularly preferably an oxide of Mo.

Moは、6、5、4、3、2、1、-1、-2の少なくとも8つの酸化数を取り得ることが知られている。Moの酸化物である酸化モリブデンとしては、例えば、酸化モリブデン(IV)(MoO)、及び酸化モリブデン(VI)(MoO)の少なくとも2つが知られている。これらの酸化モリブデンのうち、適度な還元処理により逆水性ガスシフト反応の反応性に優れる観点から、酸化モリブデン(VI)(MoO)がより好ましい。ただし酸化モリブデンは還元反応や逆シフト反応を通して異なる酸化状態を取り得るものと思料される。 Mo is known to have at least eight oxidation numbers of 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1 and -2. At least two molybdenum oxides, which are Mo oxides, are known, for example, molybdenum (IV) oxide (MoO 2 ) and molybdenum (VI) oxide (MoO 3 ). Among these molybdenum oxides, molybdenum (VI) oxide (MoO 3 ) is more preferable from the viewpoint of excellent reactivity in the reverse water gas shift reaction due to moderate reduction treatment. However, it is thought that molybdenum oxide can assume different oxidation states through reduction reactions and reverse shift reactions.

<<第2の金属酸化物>>
第2の金属酸化物は、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第1族元素、又は第2族元素に属する金属元素の酸化物であれば、特に限定されない。具体的には、第2の金属酸化物としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、フランシウム(Fr)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、又はラジウム(Ra)の酸化物を用いることができる。第2の金属酸化物は、1種単独でもよいし、2種以上を用いてもよい。
<<second metal oxide>>
The second metal oxide is an oxide of a metal element belonging to Group 1 elements or Group 2 elements in the periodic table of long period elements based on the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) regulations. is not particularly limited. Specifically, as the second metal oxide, lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), francium (Fr), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), or radium (Ra) oxides can be used. The second metal oxide may be used alone or in combination of two or more.

上記のなかでも、逆水性ガスシフト反応の反応性に優れる観点から、第2の金属酸化物としては、Rb、Cs、Ca、Sr、及びBaからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物であることが好ましい。 Among the above, from the viewpoint of excellent reactivity in the reverse water gas shift reaction, the second metal oxide is at least one metal element selected from the group consisting of Rb, Cs, Ca, Sr, and Ba. It is preferably an oxide.

<<第3の金属酸化物>>
複合酸化物は、任意選択で、第3の金属酸化物を更に含んでもよい。第3の金属酸化物としては、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第3族元素、第14族元素、及び第15族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物が好ましく、ランタノイドの酸化物であることがより好ましい。ランタノイドとは、原子番号57及び71を含む、原子番号57~71の任意の金属元素を意味する。第3の金属酸化物は、1種単独でもよいし、2種以上を用いてもよい。
<<Third Metal Oxide>>
The composite oxide may optionally further contain a third metal oxide. As the third metal oxide, the group consisting of Group 3 elements, Group 14 elements, and Group 15 elements in the periodic table of long period elements based on the regulations of IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) An oxide of at least one more selected metal element is preferred, and a lanthanide oxide is more preferred. Lanthanide means any metallic element with atomic numbers 57-71, including atomic numbers 57 and 71. The third metal oxide may be used alone or in combination of two or more.

ランタノイドのなかでも、逆水性ガスシフト反応の反応性に優れる観点から、第3の金属元素としては、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、及びルテチウム(Lu)からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物であることが好ましい。 Among the lanthanoids, from the viewpoint of excellent reactivity in the reverse water gas shift reaction, the third metal element includes lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), europium (Eu), It is preferably an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of gadolinium (Gd), dysprosium (Dy), erbium (Er), and lutetium (Lu).

また、第3の金属酸化物としては、上述したランタノイドの酸化物以外に、周期表第3族元素に属するスカンジウム(Sc)の酸化物、周期表第14族元素に属するスズ(Sn)の酸化物、又は周期表第15族元素に属するビスマス(Bi)の酸化物も良好に用いることができる。 Further, as the third metal oxide, in addition to the lanthanide oxides described above, scandium (Sc) oxides belonging to Group 3 elements of the periodic table, oxidation of tin (Sn) belonging to Group 14 elements of the periodic table , or an oxide of bismuth (Bi) belonging to Group 15 of the periodic table can also be used satisfactorily.

複合酸化物中の金属酸化物の含有量は、逆水性ガスシフト反応の反応性に優れる観点から、逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、金属元素として0.5質量%以上が好ましく、0.7質量%以上がより好ましく、1.0質量%以上がさらに好ましい。一方、同含有量は、酸素引き抜きと水素化のバランスの観点から、逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、7質量%以下がさらに好ましい。なお、複合酸化物中の金属酸化物の含有量は、第1の金属酸化物、第2の金属酸化物、及び任意の第3の金属酸化物を含む、2種類以上の金属元素としての含有量を合計した値である。 From the viewpoint of excellent reactivity in the reverse water-gas shift reaction, the content of the metal oxide in the composite oxide is preferably 0.5% by mass or more, and preferably 0.7, as a metal element based on the total amount of the catalyst for the reverse water-gas shift reaction. % by mass or more is more preferable, and 1.0% by mass or more is even more preferable. On the other hand, from the viewpoint of the balance between oxygen abstraction and hydrogenation, the content is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 7% by mass or less, based on the total amount of the reverse water gas shift reaction catalyst. . In addition, the content of the metal oxide in the composite oxide is the content of two or more metal elements, including the first metal oxide, the second metal oxide, and the optional third metal oxide. It is the total amount.

第1の金属酸化物がMoの酸化物である酸化モリブデン(MoO)を含む場合、Mo金属元素としての含有量は、逆水性ガスシフト反応の反応性に優れる観点から、逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、0.2質量%以上が好ましく、0.3質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上がさらに好ましい。一方、同含有量は、プロセスの経済的観点から、逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、3.0質量%以下が好ましく、2.0質量%以下がより好ましく、1.0質量%以下がさらに好ましい。
なお、従来の触媒におけるMoの含有量は、触媒全量基準で、通常10質量%以上である。本発明者らは、複合酸化物として上記範囲内の酸化モリブデンを含む触媒が、逆水性ガスシフト反応の反応性に優れることを初めて見出した。
When the first metal oxide contains molybdenum oxide (MoO 3 ), which is an oxide of Mo, the content of the Mo metal element should be determined from the viewpoint of excellent reactivity in the reverse water-gas shift reaction. Based on the total amount, it is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and even more preferably 0.5% by mass or more. On the other hand, from the economical point of view of the process, the content is preferably 3.0% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or less, and 1.0% by mass or less, based on the total amount of the catalyst for the reverse water gas shift reaction. More preferred.
The content of Mo in conventional catalysts is usually 10% by mass or more based on the total amount of the catalyst. The present inventors have found for the first time that a catalyst containing molybdenum oxide within the above range as a composite oxide exhibits excellent reactivity in the reverse water gas shift reaction.

複合酸化物は、上述したように金属酸化物として使用され、金属として担体に担持された後に酸化されてもよく、あるいは金属酸化物としてそのまま担体に担持されていてもよい。 The composite oxide may be used as a metal oxide as described above, and may be oxidized after being supported as a metal on a support, or may be directly supported on a support as a metal oxide.

<金属触媒>
金属触媒は、金属酸化物担体及び/又は複合酸化物に担持される。金属触媒は、逆水性ガスシフト反応を促進する触媒としての機能を有する。
<Metal catalyst>
A metal catalyst is carried on a metal oxide carrier and/or a composite oxide. The metal catalyst functions as a catalyst that promotes the reverse water gas shift reaction.

金属触媒としては、逆水性ガスシフト反応を促進するものであれば特に制限されないが、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第8族元素、第9族元素、又は第10族元素に属する金属元素であることが好ましい。これらの中でも、金属触媒としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、又は白金(Pt)が好ましく、Ptが特に好ましい。金属触媒は、1種単独でもよいし、2種以上を用いてもよい。 The metal catalyst is not particularly limited as long as it promotes the reverse water gas shift reaction. It is preferably a metal element belonging to Group 9 elements or Group 10 elements. Among these, the metal catalyst is preferably nickel (Ni), iron (Fe), cobalt (Co), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), or platinum (Pt), and particularly Pt. preferable. The metal catalyst may be used singly or in combination of two or more.

金属触媒の含有量は、逆水性ガスシフト反応の反応性に優れる観点から、逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。一方、同含有量は、経済的観点から、逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、10.0質量%以下が好ましく、5.0質量%以下がより好ましい。 The content of the metal catalyst is preferably 0.1 mass % or more, more preferably 0.5 mass % or more, based on the total amount of the reverse water gas shift reaction catalyst, from the viewpoint of excellent reactivity in the reverse water gas shift reaction. On the other hand, the content is preferably 10.0% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, based on the total amount of the reverse water gas shift reaction catalyst, from an economical point of view.

<その他の成分>
逆水性ガスシフト反応用触媒は、成形性を向上させる観点から、本発明の目的を損なわない限り、成形助剤等のその他の成分を任意に含有していてもよい。成型助剤は、例えば、増粘剤、界面活性剤、保水剤、可塑剤、バインダー原料等からなる群より選択される少なくとも一種であってよい。また、逆水性ガスシフト反応用触媒は、本発明の目的を損なわない限り、他の有用な成分を含有してもよい。
<Other ingredients>
From the viewpoint of improving moldability, the reverse water gas shift reaction catalyst may optionally contain other components such as molding aids as long as the object of the present invention is not impaired. The molding aid may be, for example, at least one selected from the group consisting of thickeners, surfactants, water retention agents, plasticizers, binder raw materials, and the like. In addition, the reverse water gas shift reaction catalyst may contain other useful components as long as they do not impair the object of the present invention.

(逆水性ガスシフト反応用触媒の調製方法)
逆水性ガスシフト反応用触媒は、特に制限されず、従来公知の方法によって調製することができる。
例えば、金属酸化物担体及び複合酸化物前駆体の水溶液を混合し、溶媒を除去した後、残留した金属酸化物担体及び複合酸化物を含む固形物を焼成する工程と、該固形物に金属触媒前駆体の水溶液を接触させ、溶媒を除去した後、残留した金属酸化物担体、複合酸化物及び金属触媒を含む固形物を焼成する工程と、を含む方法等によって、逆水性ガスシフト反応用触媒を得ることができる。
(Method for preparing catalyst for reverse water gas shift reaction)
The reverse water gas shift reaction catalyst is not particularly limited and can be prepared by a conventionally known method.
For example, a step of mixing an aqueous solution of a metal oxide support and a composite oxide precursor, removing the solvent, and then calcining the remaining solid containing the metal oxide support and the composite oxide; After contacting with an aqueous solution of the precursor and removing the solvent, the catalyst for the reverse water gas shift reaction is prepared by a method including a step of calcining the remaining solids containing the metal oxide support, the composite oxide and the metal catalyst. Obtainable.

固形物を焼成する際の焼成温度としては、特に制限はないが、300~600℃が好ましい。焼成温度が300℃以上であれば、長期間の使用に耐えられる熱安定性が得られ易く、高い触媒活性を有する触媒が得られる傾向がある。また、焼成温度が600℃以下であれば、金属酸化物担体が多孔質構造を形成し易い傾向がある。焼成時間としては特に制限はないが、0.1~24時間が好ましい。 The firing temperature for firing the solid is not particularly limited, but is preferably 300 to 600°C. When the calcination temperature is 300° C. or higher, thermal stability that can withstand long-term use is likely to be obtained, and a catalyst with high catalytic activity tends to be obtained. Further, when the firing temperature is 600° C. or lower, the metal oxide support tends to easily form a porous structure. The firing time is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 24 hours.

逆水性ガスシフト反応用触媒は、通常、反応触媒として用いられる前に還元処理されるとよい。還元処理の方法は、特に制限されない。例えば、水素ガスを含む雰囲気下で逆水性ガスシフト反応用触媒を加熱する方法によって還元処理することができる。還元処理のための加熱温度は、例えば150~450℃である。還元処理の時間は、例えば0.1~5時間である。 The reverse water gas shift reaction catalyst is generally preferably subjected to a reduction treatment before being used as a reaction catalyst. The method of reduction treatment is not particularly limited. For example, reduction treatment can be performed by a method of heating the reverse water gas shift reaction catalyst in an atmosphere containing hydrogen gas. A heating temperature for the reduction treatment is, for example, 150 to 450.degree. The reduction treatment time is, for example, 0.1 to 5 hours.

(一酸化炭素の製造方法)
本実施形態に係る一酸化炭素の製造方法は、下記式(2)に示されるように、CO及びHを含む原料ガスを、上述した本実施形態に係る逆水性ガスシフト反応用触媒に接触させてCOを含む生成ガスを得る、逆水性ガスシフト反応工程を備える。
CO+H→CO+HO・・・(2)
(Method for producing carbon monoxide)
In the method for producing carbon monoxide according to the present embodiment, as shown in the following formula (2), a raw material gas containing CO 2 and H 2 is brought into contact with the reverse water gas shift reaction catalyst according to the present embodiment described above. and a reverse water gas shift reaction step to obtain a product gas containing CO.
CO2 + H2- >CO+ H2O (2)

<原料ガス>
原料ガスとしては、少なくともCO及びHを含有していればよい。CO及びHの製造由来は特に制限されない。例えばCOは、石油精製、石油化学、発電、製鉄、ボイラーなどにおいて、炭化水素を燃料として燃焼させる工程、又は、未反応の炭化水素を燃焼させる工程から発生した混合ガスをそのまま用いてもよいし、精製したものを用いてもよい。また、大気中のCOを濃縮して使用してもよい。
<Raw material gas>
The raw material gas may contain at least CO 2 and H 2 . The production origin of CO 2 and H 2 is not particularly limited. For example, CO 2 may be used as it is in a process of burning hydrocarbons as fuel or a process of burning unreacted hydrocarbons in petroleum refining, petrochemicals, power generation, iron manufacturing, boilers, etc. and purified ones may be used. Alternatively, CO 2 in the atmosphere may be concentrated and used.

原料ガスにおけるCOとHとの容積比(H/CO)は、特に制限されないが、7:1~1:2が好ましく、5:1~1:1がより好ましい。原料ガスにおけるH/COが高い方が、逆水性ガスシフト反応が十分に進行し易い傾向があるが、高すぎると副反応であるメタン化反応が起こり易い傾向がある。 The volume ratio (H 2 /CO 2 ) of CO 2 and H 2 in the source gas is not particularly limited, but is preferably 7:1 to 1:2, more preferably 5:1 to 1:1. The higher the H 2 /CO 2 ratio in the raw material gas, the more easily the reverse water gas shift reaction proceeds, but if it is too high, the methanation reaction, which is a side reaction, tends to occur more easily.

原料ガスは、逆水性ガスシフト反応を阻害しないものであれば、CO及びH以外の他の化合物を更に含有してもよい。例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスを更に含有してもよい。 The source gas may further contain compounds other than CO 2 and H 2 as long as they do not inhibit the reverse water gas shift reaction. For example, it may further contain an inert gas such as nitrogen or argon.

<逆水性ガスシフト反応工程>
逆水性ガスシフト反応工程では、例えば、逆水性ガスシフト反応用触媒が充填された反応器を用い、当該反応器に原料ガスを流通させることにより反応を実施してよい。反応器としては、固体触媒による気相反応に用いられる種々の反応器を用いることができる。反応器としては、例えば、固定床反応器、ラジアルフロー型反応器、管型反応器等が挙げられる。
<Reverse water gas shift reaction step>
In the reverse water-gas shift reaction step, for example, the reaction may be carried out by using a reactor filled with a reverse water-gas shift reaction catalyst and passing the raw material gas through the reactor. As the reactor, various reactors used for gas phase reactions using solid catalysts can be used. Examples of reactors include fixed bed reactors, radial flow reactors, tubular reactors, and the like.

原料ガスを逆水性ガスシフト反応用触媒に接触させる際の温度(逆水性ガスシフト反応の反応温度、又は、反応器内の温度ということもできる。)は、省エネルギー化及び製造コストの観点から、400℃以下が好ましく、300℃以下がより好ましい。本実施形態に係る逆水性ガスシフト反応用触媒は、上述したように触媒活性に優れるため、400℃以下の低温であってもCOを効率的に製造することができる。一方、同温度は、COの収率及び生成速度をより一層向上させる観点から、100℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましい。 The temperature at which the raw material gas is brought into contact with the catalyst for the reverse water-gas shift reaction (which can also be called the reaction temperature of the reverse water-gas shift reaction or the temperature inside the reactor) is 400°C from the viewpoint of energy saving and production cost. below is preferable, and 300° C. or less is more preferable. Since the reverse water gas shift reaction catalyst according to the present embodiment has excellent catalytic activity as described above, CO can be efficiently produced even at a low temperature of 400° C. or less. On the other hand, the temperature is preferably 100° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, from the viewpoint of further improving the yield and production rate of CO.

原料ガスを逆水性ガスシフト反応用触媒に接触させる際の圧力(逆水性ガスシフト反応の反応圧力、又は、反応器内の圧力ということもできる。)は、特に限定されないが、例えば0~4.0MPaGであってよい。 The pressure when the raw material gas is brought into contact with the catalyst for the reverse water-gas shift reaction (reaction pressure of the reverse water-gas shift reaction, or the pressure inside the reactor) is not particularly limited, but is, for example, 0 to 4.0 MPaG. can be

逆水性ガスシフト反応工程を、原料を連続的に供給する連続式の反応形式で行う場合、ガス空間速度(以下、「GHSV」と称する場合がある。)は、10h-1以上が好ましく、100h-1以上がより好ましい。GHSVが10h-1以上であれば、反応器サイズをより小さくできる。一方、GHSVは100,000h-1以下が好ましく、50,000h-1以下が好ましい。GHSVが100,000h-1以下であれば、COの収率がより高くなる傾向がある。ここで、GHSVとは、連続式の反応装置における、逆水性ガスシフト反応用触媒の容量Vに対する原料ガスの供給速度(供給量/時間)Fの比(F/V)である。なお、原料ガス及び触媒の使用量は、反応条件、触媒の活性等に応じて更に好ましい範囲を適宜選定してよく、GHSVは上記範囲に限定されるものではない。 When the reverse water gas shift reaction step is performed in a continuous reaction format in which raw materials are continuously supplied, the gas hourly space velocity (hereinafter sometimes referred to as "GHSV") is preferably 10 h -1 or more, and 100 h - 1 or more is more preferable. If the GHSV is 10 h −1 or more, the reactor size can be made smaller. On the other hand, GHSV is preferably 100,000 h -1 or less, more preferably 50,000 h -1 or less. If the GHSV is 100,000 h −1 or less, the CO yield tends to be higher. Here, GHSV is the ratio (F/V) of the supply rate (supply amount/time) F of the raw material gas to the capacity V of the catalyst for reverse water gas shift reaction in a continuous reactor. The amounts of the raw material gas and the catalyst used may be appropriately selected in a more preferable range according to the reaction conditions, the activity of the catalyst, etc., and the GHSV is not limited to the above range.

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.

<実施例1>
(逆水性ガスシフト反応用触媒の調製)
複合酸化物前駆体としてペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)3.67mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)4.42mg、硝酸バリウム(関東化学)2.28mg、金属酸化物担体として酸化チタン(P-25、日本アエロジル)286.6mg及び水100mLの混合物を室温で30分撹拌した。混合物を50℃に加熱しながら減圧下で溶媒を留去し、残渣を110℃で1時間乾燥した。乾燥後の固形物を、瑪瑙乳鉢及び乳棒ですりつぶした。得られた粉体を大気雰囲気下、500℃で3時間焼成して、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ、酸化モリブデン、及び酸化バリウムを有する粒子を得た。得られた粒子150mgに金属触媒前駆体としてジニトロジアンミン白金(II)硝酸溶液(フルヤ金属、Pt純度として4.60wt%)0.1g、及び水20mLの混合物を室温で30分撹拌した。混合物を50℃に加熱しながら減圧下で溶媒を留去し、残渣を110℃で1時間乾燥した。乾燥後の固形物を、瑪瑙乳鉢及び乳棒ですりつぶすことで、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ(Nbとして0.2質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.8質量%)、酸化バリウム(Baとして0.4質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する、実施例1の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。
<Example 1>
(Preparation of catalyst for reverse water gas shift reaction)
Pentakis (hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa Chemical) 3.67 mg as a complex oxide precursor, hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries) 4 42 mg, barium nitrate (Kanto Kagaku) 2.28 mg, titanium oxide (P-25, Nippon Aerosil) 286.6 mg as a metal oxide carrier, and water 100 mL were stirred at room temperature for 30 minutes. The solvent was distilled off under reduced pressure while the mixture was heated to 50°C, and the residue was dried at 110°C for 1 hour. The dried solids were ground with an agate mortar and pestle. The obtained powder was calcined at 500° C. for 3 hours in an air atmosphere to obtain particles containing titanium oxide and niobium oxide, molybdenum oxide, and barium oxide supported thereon. A mixture of 150 mg of the obtained particles, 0.1 g of dinitrodiammineplatinum (II) nitric acid solution (Furuya Metals, 4.60 wt % as Pt purity) as a metal catalyst precursor, and 20 mL of water was stirred at room temperature for 30 minutes. The solvent was distilled off under reduced pressure while the mixture was heated to 50°C, and the residue was dried at 110°C for 1 hour. The dried solid was ground with an agate mortar and pestle to obtain titanium oxide, niobium oxide supported thereon (0.2% by mass as Nb), molybdenum oxide (0.8% by mass as Mo), and barium oxide. (0.4% by mass as Ba) and platinum (3.0% by mass as Pt), the reverse water gas shift reaction catalyst of Example 1 was obtained.

(一酸化炭素の製造)
逆水性ガスシフト反応用触媒10mgを、40mL/minの水素気流下、300℃で0.5時間、常圧で還元処理した。還元処理した逆水性ガスシフト反応用触媒全量を固定床反応器に充填した。その後、固定床反応器に水素60mL/min、二酸化炭素20mL/min、及び窒素5mL/minを常圧で導入した。反応は、250℃で実施した。
(Production of carbon monoxide)
10 mg of the catalyst for reverse water gas shift reaction was subjected to reduction treatment under normal pressure at 300° C. for 0.5 hour under a hydrogen stream of 40 mL/min. The fixed-bed reactor was filled with the reduced reverse water-gas shift reaction catalyst. After that, 60 mL/min of hydrogen, 20 mL/min of carbon dioxide, and 5 mL/min of nitrogen were introduced into the fixed bed reactor at normal pressure. The reaction was carried out at 250°C.

反応開始時から40時間が経過した時点で、生成ガスを固定床反応器から採取した。なお、反応開始時とは、原料ガスの供給が開始された時間である。採取された生成ガスを、熱伝導度検出器を備えたガスクロマトグラフ(TCD-GC)を用いて分析した。ガスクロマトグラフに基づき、採取された生成ガスの各成分を定量し、一酸化炭素の収率を算出した。また、触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。 After 40 hours from the start of the reaction, product gas was sampled from the fixed bed reactor. Note that the reaction start time is the time when the supply of the raw material gas is started. The sampled product gas was analyzed using a gas chromatograph (TCD-GC) equipped with a thermal conductivity detector. Based on the gas chromatograph, each component of the sampled produced gas was quantified, and the yield of carbon monoxide was calculated. Also, the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst was calculated. Table 1 shows the results.

なお、触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度は、以下のようにして行った。
CO濃度と流速とからCO供給速度を算出し、CO供給速度にCO収率を乗じることでCOの生成速度(mmol/min)を求めた。さらに、COの生成速度を逆水性ガスシフト反応用触媒量(g)で除することにより、触媒量あたりのCO生成速度(mmol/min/gcat)を算出した。
The reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst was determined as follows.
The CO 2 supply rate was calculated from the CO 2 concentration and the flow rate, and the CO production rate (mmol/min) was obtained by multiplying the CO 2 supply rate by the CO yield. Further, the CO production rate per catalyst amount (mmol/min/gcat) was calculated by dividing the CO production rate by the reverse water gas shift reaction catalyst amount (g).

<実施例2>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)3.67mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)4.42mg、炭酸ルビジウム(富士フイルム和光純薬工業)0.81mg、硝酸ルテチウム(富士フイルム和光純薬工業)1.24mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例2の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例2の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ(Nbとして0.2質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.8質量%)、酸化ルビジウム(Rbとして0.2質量%)、酸化ルテチウム(Luとして0.2質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 2>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 3.67 mg of pentakis(hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa Chemicals), hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 4.42 mg, rubidium carbonate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 0.81 mg, and lutetium nitrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 1.24 mg. Thus, a reverse water gas shift reaction catalyst of Example 2 was obtained. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 2 includes titanium oxide, niobium oxide supported thereon (0.2% by mass as Nb), molybdenum oxide (0.8% by mass as Mo), and rubidium oxide (0.8% by mass as Rb). .2 mass %), lutetium oxide (0.2 mass % as Lu), and platinum (3.0 mass % as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例3>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)18.34mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)5.52mg、炭酸ルビジウム(富士フイルム和光純薬工業)4.05mg、硝酸ガドリウム(富士フイルム和光純薬工業)17.22mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例3の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例3の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ(Nbとして1.0質量%)、酸化モリブデン(Moとして1.0質量%)、酸化ルビジウム(Rbとして1.0質量%)、酸化ガドリニウム(Gdとして2.0質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 3>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 18.34 mg of pentakis(hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa Chemicals), hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 5.52 mg, rubidium carbonate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 4.05 mg, and gadolinium nitrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 17.22 mg. Thus, a reverse water gas shift reaction catalyst of Example 3 was obtained. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 3 includes titanium oxide, niobium oxide supported thereon (1.0% by mass as Nb), molybdenum oxide (1.0% by mass as Mo), rubidium oxide (1.0% by mass as Rb). .0 mass %), gadolinium oxide (2.0 mass % as Gd), and platinum (3.0 mass % as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例4>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)4.42mg、硝酸バリウム(関東化学)3.43mg、硝酸エルビウムn水和物(富士フイルム和光純薬工業)1.27mg、硝酸ビスマス五水和物(富士フイルム和光純薬工業)4.18mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例4の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例4の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化モリブデン(Moとして0.8質量%)、酸化バリウム(Baとして0.6質量%)、酸化エルビウム(Erとして0.2質量%)、酸化ビスマス(Biとして0.6質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 4>
4.42 mg of hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries), 3.43 mg of barium nitrate (Kanto Kagaku), and erbium nitrate n-hydrate instead of the composite oxide precursor of Example 1 (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 1.27 mg and 4.18 mg of bismuth nitrate pentahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) were used. A catalyst for gas shift reaction was obtained. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 4 includes titanium oxide, molybdenum oxide supported thereon (0.8% by mass as Mo), barium oxide (0.6% by mass as Ba), erbium oxide (0% as Er). .2% by weight), bismuth oxide (0.6% by weight as Bi), and platinum (3.0% by weight as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例5>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)4.42mg、硝酸バリウム(関東化学)2.28mg、塩化スズ(II)(無水)(富士フイルム和光純薬工業)2.88mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例5の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例5の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化モリブデン(Moとして0.8質量%)、酸化バリウム(Baとして0.4質量%)、酸化スズ(Snとして0.6質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 5>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 4.42 mg of hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries), 2.28 mg of barium nitrate (Kanto Chemical), tin (II) chloride ( Anhydrous) (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 2.88 mg was used, but a reverse water-gas shift reaction catalyst of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1. The catalyst for the reverse water gas shift reaction of Example 5 includes titanium oxide, molybdenum oxide supported thereon (0.8% by mass as Mo), barium oxide (0.4% by mass as Ba), tin oxide (0 .6% by mass), and platinum (3.0% by mass as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例6>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、バナジン(V)酸アンモニウム(富士フイルム和光純薬工業)3.44mg、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)18.34mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)2.76mg、硝酸ストロンチウム(関東化学)7.25mg、硝酸バリウム(関東化学)4.57mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例6の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例6の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化バナジウム(Vとして0.5質量%)、酸化ニオブ(Nbとして1.0質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.5質量%)、酸化ストロンチウム(Srとして1.0質量%)、酸化バリウム(Baとして0.8質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 6>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 3.44 mg of ammonium vanadate (V) (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries), pentakis (hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa chemicals) 18.34 mg, hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 2.76 mg, strontium nitrate (Kanto Chemical) 7.25 mg, barium nitrate (Kanto Chemical) 4.57 mg A reverse water gas shift reaction catalyst of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 6 includes titanium oxide, vanadium oxide supported thereon (0.5% by mass as V), niobium oxide (1.0% by mass as Nb), molybdenum oxide (0% as Mo .5% by mass), strontium oxide (1.0% by mass as Sr), barium oxide (0.8% by mass as Ba), and platinum (3.0% by mass as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例7>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)3.67mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)3.31mg、タングステン酸アンモニウムパラ5水和物(富士フイルム和光純薬工業)0.43mg、硝酸セシウム(関東化学)0.44mg、酢酸スカンジウム(III)水和物(東京化成工業)2.96mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例7の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例7の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ(Nbとして0.2質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.6質量%)、酸化タングステン(Wとして0.1質量%)、酸化セシウム(Csとして0.1質量%)、酸化スカンジウム(Scとして0.2質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 7>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 3.67 mg of pentakis(hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa Chemicals), hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 3.31 mg, ammonium tungstate para pentahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 0.43 mg, cesium nitrate (Kanto Chemical) 0.44 mg, scandium acetate (III) hydrate (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 2.96 mg was used, but a reverse water gas shift reaction catalyst of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 7 includes titanium oxide, niobium oxide supported thereon (0.2% by mass as Nb), molybdenum oxide (0.6% by mass as Mo), tungsten oxide (0 as W .1 mass %), cesium oxide (0.1 mass % as Cs), scandium oxide (0.2 mass % as Sc), and platinum (3.0 mass % as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例8>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)8.28mg、硝酸ストロンチウム(関東化学)3.62mg、硝酸ランタン(III)六水和物(富士フイルム和光純薬工業)18.70mg、硝酸ユーロピウム六水和物(Alfa Aesar)4.40mg、硝酸ルテチウム(富士フイルム和光純薬工業)6.19mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例8の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例8の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化モリブデン(Moとして1.5質量%)、酸化ストロンチウム(Srとして0.5質量%)、酸化ランタン(Laとして2.0質量%)、酸化ユウロピウム(Euとして0.5質量%)、酸化ルテチウム(Luとして1.0質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 8>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 8.28 mg of hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries), 3.62 mg of strontium nitrate (Kanto Chemical), lanthanum (III) nitrate hexa Hydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 18.70 mg, europium nitrate hexahydrate (Alfa Aesar) 4.40 mg, lutetium nitrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 6.19 mg, except for using Examples A reverse water gas shift reaction catalyst of Example 8 was obtained by the same procedure as in Example 1. The catalyst for the reverse water gas shift reaction of Example 8 includes titanium oxide, molybdenum oxide supported thereon (1.5% by mass as Mo), strontium oxide (0.5% by mass as Sr), lanthanum oxide (2 as La .0% by mass), europium oxide (0.5% by mass as Eu), lutetium oxide (1.0% by mass as Lu), and platinum (3.0% by mass as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例9>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、バナジン(V)酸アンモニウム(富士フイルム和光純薬工業)3.44mg、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)18.34mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)2.76mg、硝酸カルシウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)8.84mg、硝酸ランタン(III)六水和物(富士フイルム和光純薬工業)4.68mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例9の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例9の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化バナジウム(Vとして0.5質量%)、酸化ニオブ(Nbとして1.0質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.5質量%)、酸化カルシウム(Caとして0.5質量%)、酸化ランタン(Laとして0.5質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 9>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 3.44 mg of ammonium vanadate (V) (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries), pentakis (hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa chemicals) 18.34 mg, hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries) 2.76 mg, calcium nitrate tetrahydrate (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries) 8.84 mg, lanthanum nitrate (III ) A reverse water gas shift reaction catalyst of Example 9 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 4.68 mg of hexahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) was used. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 9 includes titanium oxide, vanadium oxide supported thereon (0.5% by mass as V), niobium oxide (1.0% by mass as Nb), molybdenum oxide (0% as Mo .5% by mass), calcium oxide (0.5% by mass as Ca), lanthanum oxide (0.5% by mass as La), and platinum (3.0% by mass as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例10>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)18.34mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)2.76mg、硝酸ストロンチウム(関東化学)3.62mg、硝酸セリウム(III)六水和物(富士フイルム和光純薬工業)13.95mg、硝酸ジスプロシウム六水和物(富士フイルム和光純薬工業)16.86mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例10の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例10の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ(Nbとして1.0質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.5質量%)、酸化ストロンチウム(Srとして0.5質量%)、酸化セリウム(Ceとして1.5質量%)、酸化ジスプロシウム(Dyとして2.0質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 10>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 18.34 mg of pentakis(hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa Chemicals), hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 2.76 mg, Strontium Nitrate (Kanto Chemical) 3.62 mg, Cerium (III) Nitrate Hexahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 13.95 mg, Dysprosium Nitrate Hexahydrate (Fuji Film) Wako Pure Chemical Industries) 16.86 mg was used, but a reverse water gas shift reaction catalyst of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 1. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 10 includes titanium oxide, niobium oxide supported thereon (1.0% by mass as Nb), molybdenum oxide (0.5% by mass as Mo), strontium oxide (0 as Sr .5 mass %), cerium oxide (1.5 mass % as Ce), dysprosium oxide (2.0 mass % as Dy), and platinum (3.0 mass % as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例11>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)3.67mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)3.31mg、硝酸セシウム(関東化学)6.16mg、硝酸バリウム(関東化学)5.71mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例11の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例11の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ(Nbとして0.2質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.6質量%)、酸化セシウム(Csとして1.4質量%)、酸化バリウム(Baとして1.0質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 11>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 3.67 mg of pentakis(hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa Chemicals), hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 3.31 mg, cesium nitrate (Kanto Chemical) 6.16 mg, and barium nitrate (Kanto Chemical) 5.71 mg. A catalyst for gas shift reaction was obtained. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 11 comprises titanium oxide, niobium oxide supported thereon (0.2% by mass as Nb), molybdenum oxide (0.6% by mass as Mo), cesium oxide (1% as Cs .4 mass %), barium oxide (1.0 mass % as Ba), and platinum (3.0 mass % as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<実施例12>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、ペンタキス(しゅう酸水素)ニオブ(V)(n水和物)(三津和化学薬品)3.67mg、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)3.31mg、炭酸ルビジウム(富士フイルム和光純薬工業)4.05mg、硝酸バリウム(関東化学)5.71mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、実施例12の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。実施例12の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化ニオブ(Nbとして0.2質量%)、酸化モリブデン(Moとして0.6質量%)、酸化ルビジウム(Rbとして1.0質量%)、酸化バリウム(Baとして1.0質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Example 12>
Instead of the composite oxide precursor of Example 1, 3.67 mg of pentakis(hydrogen oxalate) niobium (V) (n-hydrate) (Mitsuwa Chemicals), hexaammonium heptamolybdate tetrahydrate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 3.31 mg, rubidium carbonate (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries) 4.05 mg, and barium nitrate (Kanto Chemical) 5.71 mg were used. Twelve reverse water gas shift catalysts were obtained. The reverse water gas shift reaction catalyst of Example 12 includes titanium oxide, niobium oxide supported thereon (0.2% by mass as Nb), molybdenum oxide (0.6% by mass as Mo), rubidium oxide (1% as Rb .0% by mass), barium oxide (1.0% by mass as Ba), and platinum (3.0% by mass as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<比較例1>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)27.60mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、比較例1の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。比較例1の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化モリブデン(Moとして5.0質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
Comparative Example No. 1 catalyst for reverse water gas shift reaction was obtained. The reverse water gas shift reaction catalyst of Comparative Example 1 comprises titanium oxide, molybdenum oxide (5.0% by mass as Mo) supported thereon, and platinum (3.0% by mass as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

<比較例2>
実施例1の複合酸化物前駆体に代えて、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(富士フイルム和光純薬工業)0.55mgを用いた以外は、実施例1と同様の手順により、比較例2の逆水性ガスシフト反応用触媒を得た。比較例2の逆水性ガスシフト反応用触媒は、酸化チタン、これに担持された酸化モリブデン(Moとして0.1質量%)、及び白金(Ptとして3.0質量%)を有する。
実施例1と同様の手順で一酸化炭素の収率、及び逆水性ガスシフト反応用触媒量あたりの一酸化炭素の反応速度を算出した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 2>
Comparative Example No. 2 reverse water gas shift reaction catalyst was obtained. The reverse water gas shift reaction catalyst of Comparative Example 2 comprises titanium oxide, molybdenum oxide (0.1% by mass as Mo) supported thereon, and platinum (3.0% by mass as Pt).
The yield of carbon monoxide and the reaction rate of carbon monoxide per amount of catalyst for reverse water gas shift reaction were calculated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

Figure 2023058874000001
Figure 2023058874000001

表1に示すように、反応温度250℃の低温条件下、本実施形態に係る実施例1~12の触媒を使用した結果、副生物のメタンは検出されず、COのみ生成した。実施例1~12におけるCOの生成速度はいずれも2.5mmol/min/gcat以上であり、実施例1~12の触媒は、触媒活性が高いことが分かる。また、実施例1~12の触媒は、優れたCO収率を示すものであった。
一方、比較例1及び2の触媒は、反応温度250℃の低温条件下であってもCOを生成することが可能なものであったが、実施例1~12の触媒と比較するとCOの生成速度及び収率に劣るものであった。

As shown in Table 1, as a result of using the catalysts of Examples 1 to 12 according to the present embodiment at a reaction temperature of 250° C., only CO was produced without detecting methane as a by-product. The CO production rates in Examples 1 to 12 are all 2.5 mmol/min/gcat or more, indicating that the catalysts of Examples 1 to 12 have high catalytic activity. Also, the catalysts of Examples 1-12 exhibited excellent CO yields.
On the other hand, the catalysts of Comparative Examples 1 and 2 were capable of producing CO even under low-temperature conditions of a reaction temperature of 250°C, but compared with the catalysts of Examples 1-12, the production of CO Poor speed and yield.

Claims (11)

二酸化炭素及び水素から一酸化炭素を製造するために用いる逆水性ガスシフト反応用触媒であって、前記逆水性ガスシフト反応用触媒は、金属酸化物担体と、前記金属酸化物担体に担持された複合酸化物と、金属触媒とを備え、
前記複合酸化物は、第1の金属酸化物として、第4族元素、第5族元素、及び第6族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物と、
第2の金属酸化物として、第1族元素、及び第2族元素からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物と、
を含む、逆水性ガスシフト反応用触媒。
A reverse water gas shift reaction catalyst used for producing carbon monoxide from carbon dioxide and hydrogen, wherein the reverse water gas shift reaction catalyst comprises a metal oxide support and a composite oxidation supported on the metal oxide support. and a metal catalyst,
The composite oxide includes, as a first metal oxide, an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Group 4 elements, Group 5 elements, and Group 6 elements;
an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Group 1 elements and Group 2 elements as the second metal oxide;
A catalyst for the reverse water gas shift reaction, comprising:
前記金属酸化物担体は、TiOである、請求項1に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 The reverse water gas shift reaction catalyst according to claim 1, wherein said metal oxide support is TiO2 . 前記金属触媒は、Ptである、請求項1又は2に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 The reverse water gas shift reaction catalyst according to claim 1 or 2, wherein the metal catalyst is Pt. 前記第1の金属酸化物は、Mo、V、Nb、及びWからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物である、請求項1~3のいずれか一項に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 The reverse water according to any one of claims 1 to 3, wherein the first metal oxide is an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Mo, V, Nb, and W. Catalyst for gas shift reaction. 前記第2の金属酸化物は、Rb、Cs、Ca、Sr、及びBaからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物である、請求項1~4のいずれか一項に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 The second metal oxide according to any one of claims 1 to 4, wherein the second metal oxide is an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Rb, Cs, Ca, Sr, and Ba. catalyst for the reverse water gas shift reaction of 前記第1の金属酸化物は、Moの酸化物である、請求項1~5のいずれか一項に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 The reverse water gas shift reaction catalyst according to any one of claims 1 to 5, wherein the first metal oxide is a Mo oxide. 前記Moの酸化物の含有量は、前記逆水性ガスシフト反応用触媒全量基準で、Mo金属元素として0.2~3.0質量%である、請求項6に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 7. The reverse water gas shift reaction catalyst according to claim 6, wherein the content of said Mo oxide is 0.2 to 3.0% by mass as Mo metal element based on the total amount of said reverse water gas shift reaction catalyst. 前記複合酸化物は、第3の金属酸化物として、ランタノイドの酸化物を更に含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 The reverse water gas shift reaction catalyst according to any one of claims 1 to 7, wherein the composite oxide further contains a lanthanide oxide as a third metal oxide. 前記第3の金属酸化物は、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Dy、Er、及びLuからなる群より選択される少なくとも1種の金属元素の酸化物である、請求項8に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒。 9. The method according to claim 8, wherein the third metal oxide is an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Eu, Gd, Dy, Er, and Lu. A catalyst for the reverse water gas shift reaction as described. 二酸化炭素及び水素を含む原料ガスを、請求項1~9のいずれか一項に記載の逆水性ガスシフト反応用触媒に接触させて一酸化炭素を含む生成ガスを得る、逆水性ガスシフト反応工程を備える、
一酸化炭素の製造方法。
A reverse water gas shift reaction step of contacting a raw material gas containing carbon dioxide and hydrogen with the reverse water gas shift reaction catalyst according to any one of claims 1 to 9 to obtain a product gas containing carbon monoxide. ,
A method for producing carbon monoxide.
前記逆水性ガスシフト反応工程の反応温度が、100~400℃である、請求項10に記載の一酸化炭素の製造方法。

The method for producing carbon monoxide according to claim 10, wherein the reaction temperature of the reverse water gas shift reaction step is 100 to 400°C.

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