JP6709494B2 - Supported catalyst - Google Patents

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Description

本発明は、高分子保護材フリーの担持触媒に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a supported catalyst free of a polymeric protective material.

従来、化学反応触媒又は燃料電池などでは、カーボン系の担体にナノ粒子を担持した不均一系触媒が用いられている。また、ボイラー又は排ガスの浄化などでは、セラミックス系の担体にナノ粒子を担持した不均一系触媒が用いられている。不均一系触媒に用いるナノ粒子として(fcc)Ruナノ粒子が開示されている(例えば、特許文献1、又は非特許文献1を参照。)。非特許文献1では、(fcc)Ruナノ粒子を担体に担持して不均一系触媒として使用する場合、ポリビニルピロリドンなどの高分子保護材を用いてナノ粒子を合成・精製した後に、得られたナノ粒子を担体に担持している。 Conventionally, in a chemical reaction catalyst or a fuel cell, a heterogeneous catalyst in which nanoparticles are supported on a carbon-based carrier has been used. Further, in purification of a boiler or exhaust gas, a heterogeneous catalyst in which nanoparticles are supported on a ceramic-based carrier is used. (Fcc)Ru nanoparticles have been disclosed as nanoparticles used for a heterogeneous catalyst (for example, refer to Patent Document 1 or Non-Patent Document 1). In Non-Patent Document 1, when (fcc)Ru nanoparticles are supported on a carrier and used as a heterogeneous catalyst, the nanoparticles were obtained after synthesizing and purifying the nanoparticles using a polymer protective material such as polyvinylpyrrolidone. The nanoparticles are carried on a carrier.

WO2013/038674号公報WO 2013/038674

J.Am.Chem.Soc.,2013,135(15),pp5493−5496J. Am. Chem. Soc. , 2013, 135(15), pp5493-5496.

しかし、ナノ粒子の合成時に用いた高分子保護材が触媒中に残っていると、触媒の効果が十分に発揮されない場合がある。高分子保護材の除去を目的としてナノ粒子の精製を繰り返すと、精製回数が増加するにつれて得られるナノ粒子の収量が少なくなるという問題である。 However, if the polymer protective material used during the synthesis of nanoparticles remains in the catalyst, the effect of the catalyst may not be sufficiently exhibited. If the purification of nanoparticles is repeated for the purpose of removing the polymer protective material, the yield of nanoparticles obtained decreases as the number of purification increases.

本発明の目的は、触媒の性能を低下させる高分子保護材を用いず、触媒の効果を十分に発揮できる担持触媒を提供することである。 An object of the present invention is to provide a supported catalyst that can sufficiently exhibit the effect of the catalyst without using a polymer protective material that deteriorates the performance of the catalyst.

本発明に係る担持触媒は、ナノ粒子としてRu粒子が担持体に担持された担持触媒において、前記担持体は、アルミナ、シリカアルミナ、カルシア、セリア、セリアジルコニア、ランタナ、ランタナアルミナ、酸化スズ、酸化タングステン、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ボロシリケート、リンタングステン酸、ヒドロキシアパタイト、ハイドロタルサイト、ペロブスカイト、コージェライト、ムライト及びシリコンカーバイドの中から選ばれる1種以上であり、前記担持触媒の外表面に高分子保護材が存在しないことを特徴とする。 The supported catalyst according to the present invention is a supported catalyst in which Ru particles as nanoparticles are supported on a carrier, wherein the carrier is alumina, silica alumina, calcia, ceria, ceria zirconia, lantana, lanthana alumina, tin oxide, and oxidized. tungsten, aluminosilicates, aluminophosphates, borosilicates, and the phosphotungstic acid, hydroxyapatite, hydrotalcite, perovskite, cordierite, one or more selected from among mullite and silicon card by de outer surface of the supported catalyst It is characterized by the absence of a polymeric protective material.

本発明に係る担持触媒は、高分子保護材を含有しないことが好ましい。触媒活性をより高めることができる。 The supported catalyst according to the present invention preferably contains no polymer protective material. The catalytic activity can be further enhanced.

本発明に係る担持触媒では、前記ナノ粒子と前記担持体との間に前記高分子保護材が介在しないことが好ましい。触媒活性をより高めることができる。 In the supported catalyst according to the present invention, it is preferable that the polymer protective material is not interposed between the nanoparticles and the support. The catalytic activity can be further enhanced.

本発明に係る担持触媒では、前記担持体として、更に、活性炭、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ及びカーボンナノホーンの中から選ばれる1種以上を含む形態を包含する。 The supported catalyst according to the present invention further includes, as the support, a form containing at least one selected from activated carbon, carbon black, acetylene black, carbon nanotubes, and carbon nanohorns .

本発明に係る担持触媒では、前記Ru粒子は、fcc構造を有していることが好ましい。hcp構造を有するRu粒子を担持させた触媒と比較し、異なる触媒活性を得ることができる。 In the supported catalyst according to the present invention, the Ru particles preferably have an fcc structure. A different catalytic activity can be obtained as compared with a catalyst supporting Ru particles having an hcp structure.

本発明は、触媒の性能を低下させる高分子保護材を用いず、触媒の効果を十分に発揮できる担持触媒を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a supported catalyst that can sufficiently exert the effect of the catalyst without using a polymer protective material that deteriorates the performance of the catalyst.

参考例1AのTEM像である。It is a TEM image of Reference Example 1A. 参考例2AのTEM像である。It is a TEM image of Reference Example 2A. 参考例1AのXRDパターンである。It is an XRD pattern of Reference Example 1A. 参考例2AのXRDパターンである。It is an XRD pattern of Reference Example 2A.

次に本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。 Next, the present invention will be described in detail by showing embodiments, but the present invention is not construed as being limited to these descriptions. The embodiments may be variously modified as long as the effects of the present invention are exhibited.

本実施形態に係る担持触媒は、ナノ粒子としてRu粒子が担持体に担持された担持触媒において、担持触媒の外表面に高分子保護材が存在しない。高分子保護材が担持触媒の外表面に存在しないことで、触媒の作用を十分の発揮させることができる。高分子保護材は、例えば、ポリビニルピロリドン(PVP)である。本実施形態に係る担持触媒では、高分子保護材がナノ粒子の外表面に付着していないことが好ましく、高分子保護材がナノ粒子の外表面及び担持体の外表面に付着していないことがより好ましい。 The supported catalyst according to the present embodiment is a supported catalyst in which Ru particles as nanoparticles are supported on a support, and no polymer protective material is present on the outer surface of the supported catalyst. Since the polymer protective material does not exist on the outer surface of the supported catalyst, the function of the catalyst can be sufficiently exerted. The polymer protective material is, for example, polyvinylpyrrolidone (PVP). In the supported catalyst according to the present embodiment, it is preferable that the polymer protective material does not adhere to the outer surface of the nanoparticles, and the polymer protective material does not adhere to the outer surface of the nanoparticles and the outer surface of the carrier. Is more preferable.

本実施形態に係る担持触媒では、ナノ粒子と担持体との間に高分子保護材が介在しないことが好ましい。 In the supported catalyst according to the present embodiment, it is preferable that no polymer protective material is interposed between the nanoparticles and the carrier.

本実施形態に係る担持触媒は、高分子保護材を含有しないことが好ましい。担持触媒が高分子保護材を含有するか否かは、例えば、X線回折パターン(XRDパターン)によって確認できる。例えば高分子保護材がPVPであるとき、室温でλ=CuKαの測定条件で測定したXRDパターンにおいて、10°付近にPVP由来のパターンが確認されないことで、担持触媒が高分子保護材を含有しないことを確認することができる。 The supported catalyst according to this embodiment preferably does not contain a polymer protective material. Whether or not the supported catalyst contains the polymer protective material can be confirmed by, for example, an X-ray diffraction pattern (XRD pattern). For example, when the polymer protective material is PVP, in the XRD pattern measured at room temperature under the measurement condition of λ=CuKα, the PVP-derived pattern is not confirmed at around 10°, so that the supported catalyst does not contain the polymer protective material. You can check that.

本実施形態に係る担持触媒は、従来の担持触媒の製造方法のように予め合成したナノ粒子を担持体に担持させる方法ではなく、ナノ粒子の合成とナノ粒子の担持体への担持とを同時に行う方法で製造することが好ましい。ナノ粒子の合成とナノ粒子の担持体への担持とを同時に行うことで、従来の製造方法と比較して製造工程を少なくすることができる。本明細書において、ナノ粒子とは、平均粒子径が100nm以下の微細粒子をいう。ナノ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)によって得られた粒子像から少なくとも100個以上の粒子の粒子径を計測し、その平均を求めることによって算出した値である。TEMの観察倍率は、例えば、120000倍又は150000倍であることが好ましい。ナノ粒子の平均粒子径の下限は、特に限定されないが、1nm以上であることが好ましい。 The supported catalyst according to the present embodiment is not a method of supporting previously synthesized nanoparticles on a carrier like a conventional method for manufacturing a supported catalyst, but simultaneously synthesizing nanoparticles and supporting nanoparticles on a carrier at the same time. It is preferable to manufacture by the method of performing. By simultaneously synthesizing the nanoparticles and supporting the nanoparticles on the carrier, the number of manufacturing steps can be reduced as compared with the conventional manufacturing method. In the present specification, the nanoparticles mean fine particles having an average particle diameter of 100 nm or less. The average particle size of nanoparticles is a value calculated by measuring the particle size of at least 100 particles from a particle image obtained by a transmission electron microscope (TEM) and calculating the average. The observation magnification of TEM is preferably, for example, 120,000 times or 150,000 times. The lower limit of the average particle diameter of the nanoparticles is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more.

本実施形態に係る担持触媒の製造方法は、Ru粒子の合成原料となるRu化合物と、担持体と、炭素数が2以上の還元性をもつ有機溶媒と、を含有し、かつ、高分子保護材を含有しない混合物を加熱して、Ru粒子を合成するとともに、Ru粒子を担持体に担持させる工程1を有することが好ましい。 The method for producing a supported catalyst according to the present embodiment includes a Ru compound as a raw material for synthesizing Ru particles, a support, and a reducing organic solvent having 2 or more carbon atoms, and protecting a polymer. It is preferable to include a step 1 of heating the mixture containing no material to synthesize the Ru particles and supporting the Ru particles on the carrier.

次に、工程1で用いる各物質について説明する。 Next, each substance used in step 1 will be described.

(ナノ粒子の合成原料)
Ru粒子の合成原料となるRu化合物はRu有機化合物であることが好ましい。担持触媒をより効率的に得ることができる。Ru有機化合物は、ジケトナート又はアセテートを含有する化合物であることが好ましい。ジケトナートを含有するRu有機化合物は、例えば、トリス(アセチルアセナト)ルテニウム(III)(以降、Ru(acac)という。)である。アセテートを含有するRu有機化合物は、例えば、酢酸ルテニウム(以降、酢酸Ruという。)である。このうち、Ru化合物はRu(acac)又は酢酸Ruであることが好ましい。
(Synthetic raw material for nanoparticles)
The Ru compound used as a raw material for synthesizing Ru particles is preferably a Ru organic compound. The supported catalyst can be obtained more efficiently. The Ru organic compound is preferably a compound containing diketonate or acetate. The Ru organic compound containing diketonate is, for example, tris(acetylacenato)ruthenium(III) (hereinafter referred to as Ru(acac) 3 ). The Ru organic compound containing acetate is, for example, ruthenium acetate (hereinafter referred to as Ru acetate). Among these, the Ru compound is preferably Ru(acac) 3 or Ru acetate.

(担持体)
担持体は、カーボン若しくはセラミックスのいずれか一方又は両方である形態を包含する。セラミックスは、例えば、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、カルシア、マグネシア、チタニア、セリア、ジルコニア、セリアジルコニア、ランタナ、ランタナアルミナ、酸化スズ、酸化タングステン、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ボロシリケート、リンタングステン酸、ヒドロキシアパタイト、ハイドロタルサイト、ペロブスカイト、コージェライト、ムライト又はシリコンカーバイドである。カーボンは、例えば、活性炭、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ又はカーボンナノホーンである。本実施形態では、これらの担持体の中から1種だけを使用するか、又は2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合は、セラミックスから2種以上を組合せて用いるか、カーボンから2種以上を組合せて用いるか、又はセラミックスから1種以上及びカーボンから1種以上を組合せて用いてもよい。より好ましくは、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、活性炭及びカーボンブラックの中から選ばれる1種以上を用いる。
(Support)
The carrier includes a form in which either one or both of carbon and ceramics is used. Ceramics, for example, alumina, silica, silica alumina, calcia, magnesia, titania, ceria, zirconia, ceria zirconia, lantana, lantana alumina, tin oxide, tungsten oxide, aluminosilicate, aluminophosphate, borosilicate, phosphotungstic acid, hydroxy. It is apatite, hydrotalcite, perovskite, cordierite, mullite or silicon carbide. The carbon is, for example, activated carbon, carbon black, acetylene black, carbon nanotube or carbon nanohorn. In the present embodiment, only one type of these carriers may be used, or two or more types may be used in combination. When two or more kinds are used in combination, two or more kinds of ceramics may be used in combination, two or more kinds of carbon may be used in combination, or one or more kinds of ceramics and one or more kinds of carbon may be used in combination. .. More preferably, at least one selected from alumina, silica, titania, ceria, zirconia, activated carbon and carbon black is used.

(有機溶媒)
有機溶媒は、炭素数が2以上であり、還元性をもつ。有機溶媒の炭素数は、4以上であることがより好ましい。有機溶媒の炭素数の上限は、特に限定されないが、常温において液体であることがより好ましい。
(Organic solvent)
The organic solvent has a carbon number of 2 or more and has a reducing property. The carbon number of the organic solvent is more preferably 4 or more. The upper limit of the carbon number of the organic solvent is not particularly limited, but it is more preferably liquid at room temperature.

有機溶媒の沸点は100℃以上であることが好ましい。取り扱い性に優れる。また、担持触媒をより安全に得ることができる。有機溶媒の沸点は、160℃以上であることがより好ましい。有機溶媒の沸点の上限は、特に限定されないが、担持触媒から溶媒をより容易に除去できる点で、300℃以下であることが好ましく、290℃以下であることがより好ましい。 The boiling point of the organic solvent is preferably 100° C. or higher. Excellent handleability. In addition, the supported catalyst can be obtained more safely. The boiling point of the organic solvent is more preferably 160° C. or higher. The upper limit of the boiling point of the organic solvent is not particularly limited, but is preferably 300° C. or lower, and more preferably 290° C. or lower, from the viewpoint of easily removing the solvent from the supported catalyst.

有機溶媒は、多価アルコール、ブタノール、イソブタノール、エトキシエタノール、ジメチルホルムアミド、キシレン、N−メチルピロリジノン、ジクロロベンゼン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルラクテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、リエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル及びポリエチレングリコールモノメチルエーテルの中から選ばれる1種以上であることが好ましい。担持触媒をより安全、かつ、より効率的に得ることができる。このうち、多価アルコールがより好ましい。 Organic solvents include polyhydric alcohols, butanol, isobutanol, ethoxyethanol, dimethylformamide, xylene, N-methylpyrrolidinone, dichlorobenzene, toluene, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, Diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether At least one selected from ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether and polyethylene glycol monomethyl ether is preferable. The supported catalyst can be obtained more safely and efficiently. Of these, polyhydric alcohols are more preferable.

多価アルコールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール及びブチレングリコールの中から選ばれる1種以上であることが好ましい。このうち、トリエチレングリコールがより好ましい。担持触媒をより安全、かつ、より効率的に得ることができる。 The polyhydric alcohol is preferably one or more selected from ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol and butylene glycol. Of these, triethylene glycol is more preferable. The supported catalyst can be obtained more safely and efficiently.

次に、工程1について説明する。 Next, step 1 will be described.

工程1では、まず、Ru化合物と、担持体と、有機溶媒と、を含有する混合物を作製する。混合物中のRu化合物の濃度は、125mM(mmol/l)以下であることが好ましく、100mM以下であることがより好ましい。また、Ru化合物と担持体との割合は、担持触媒中のRu粒子の担持量が所定の範囲となるように調整する。担持触媒中のRu粒子の担持量は、0.001〜60質量%であることが好ましい。ここで、担持量は、乾燥状態の担持触媒の質量に対するナノ粒子の質量の割合であり、例えば高周波誘導結合プラズマ発光分光分析、原子吸光分光光度分析で測定することができる。 In step 1, first, a mixture containing a Ru compound, a carrier, and an organic solvent is prepared. The concentration of the Ru compound in the mixture is preferably 125 mM (mmol/l) or less, more preferably 100 mM or less. Further, the ratio of the Ru compound and the carrier is adjusted so that the supported amount of Ru particles in the supported catalyst falls within a predetermined range. The supported amount of Ru particles in the supported catalyst is preferably 0.001 to 60 mass %. Here, the supported amount is the ratio of the mass of the nanoparticles to the mass of the supported catalyst in a dry state, and can be measured by, for example, high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry or atomic absorption spectrophotometry.

混合物の作製にあたり、Ru化合物及び担持体を有機溶媒中に懸濁させた後、例えば超音波などの分散機を用いて分散させることが好ましい。本発明は、各物質の添加順は特に限定されない。 In preparing the mixture, it is preferable to suspend the Ru compound and the carrier in an organic solvent and then disperse the suspension using, for example, a disperser such as ultrasonic waves. In the present invention, the order of addition of each substance is not particularly limited.

次いで、混合物を加熱する。加熱方法は、特に限定されず、例えば、オイルバス、マントルヒーター、ブロックヒーター若しくは熱媒循環式ジャケットなどの外部加熱方式、又はマイクロ波照射方式である。加熱温度は、100〜300℃であることが好ましく、180〜230℃であることがより好ましい。目的とする加熱温度に到達させるまでの昇温速度は、4℃/分以上であることが好ましく、6℃/分以上であることがより好ましい。昇温速度を所定の範囲とすることで、fcc構造を有するRu粒子を形成することができる。また、目的とする加熱温度で保持する時間は、使用する化合物の種類、混合物の液量又は加熱温度などに依存するが、例えば、10〜300分であることが好ましく、120〜240分であることがより好ましい。 The mixture is then heated. The heating method is not particularly limited, and is, for example, an external heating method such as an oil bath, a mantle heater, a block heater or a heating medium circulating jacket, or a microwave irradiation method. The heating temperature is preferably 100 to 300°C, more preferably 180 to 230°C. The rate of temperature increase until reaching the target heating temperature is preferably 4° C./min or more, and more preferably 6° C./min or more. By setting the heating rate within a predetermined range, Ru particles having an fcc structure can be formed. The time of holding at the target heating temperature depends on the type of compound used, the liquid amount of the mixture, the heating temperature, etc., but is preferably 10 to 300 minutes, and 120 to 240 minutes, for example. Is more preferable.

工程1では、Ru化合物が有機溶媒によって還元され、担持体の表面でRu粒子の核生成及び粒成長が起こる。そして、Ru粒子が担持体に担持された担持触媒が得られる。このRu粒子はfcc構造を有している。Ru粒子がfcc構造を有することで、hcp構造を有するRu粒子を担持させた触媒と比較し、異なる触媒活性を得ることができる。Ru粒子の結晶構造は、例えば、X線回折パターン(XRDパターン)によって確認できる。Ru粒子の平均粒子径は、30nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。Ru粒子の平均粒子径の下限は、特に限定されないが、1nm以上であることが好ましい。 In step 1, the Ru compound is reduced by the organic solvent, and nucleation and grain growth of Ru particles occur on the surface of the support. Then, a supported catalyst in which Ru particles are supported on the carrier is obtained. The Ru particles have an fcc structure. Since the Ru particles have the fcc structure, different catalytic activities can be obtained as compared with the catalyst supporting the Ru particles having the hcp structure. The crystal structure of Ru particles can be confirmed by, for example, an X-ray diffraction pattern (XRD pattern). The average particle diameter of the Ru particles is preferably 30 nm or less, more preferably 10 nm or less. The lower limit of the average particle diameter of Ru particles is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more.

工程1の後、担持触媒を溶媒から分離精製することが好ましい。担持触媒を分離精製する方法は、特に限定されないが、例えば、温度が下がった混合物をろ過し、洗浄・乾燥する方法である。 After step 1, the supported catalyst is preferably separated and purified from the solvent. The method of separating and purifying the supported catalyst is not particularly limited, but is, for example, a method of filtering a mixture whose temperature has decreased, washing and drying.

以降、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

参考例1A)
フラスコにトリエチレングリコール(以下、TEG)を125mL投入した。トリス(アセチルアセトナト)ルテニウム(III)(以下、Ru(acac))を1.9918g(5mmol)と活性炭(FAM−50、日本エンバイロケミカルズ社製)を4.5031gとを秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30min分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。冷却した混合液を減圧ろ過し、固体成分(濾物)をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
( Reference example 1A)
125 mL of triethylene glycol (hereinafter, TEG) was put into the flask. 1.9918 g (5 mmol) of tris(acetylacetonato)ruthenium (III) (hereinafter, Ru(acac) 3 ) and 4.5031 g of activated carbon (FAM-50, manufactured by Nippon EnviroChemicals) were weighed out in the TEG. And ultrasonically dispersed for 30 minutes to prepare a mixed solution. No polymer protective material was added to the mixed solution. This mixed liquid was heated to 200° C. at a heating rate of 6° C./min, heated and stirred at 200° C. for 3 hours, and then cooled. The cooled mixed liquid was filtered under reduced pressure, the solid component (filtrate) was thoroughly washed with ethanol, and then dried under reduced pressure to obtain a supported catalyst.

参考例2A)
フラスコにTEGを40mL投入した。Ru(acac)を1.9920g(5mmol)と活性炭(FAM−50)を4.5022gとを秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30min分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。冷却した混合液を減圧ろ過し、固体成分(濾物)をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
( Reference example 2A)
40 mL of TEG was added to the flask. 1.9920 g (5 mmol) of Ru(acac) 3 and 4.5022 g of activated carbon (FAM-50) were weighed and added into the TEG, and ultrasonically dispersed for 30 minutes to prepare a mixed solution. No polymer protective material was added to the mixed solution. This mixed solution was heated to 200° C. at a temperature rising rate of 6° C./minute, heated and stirred at 200° C. for 3 hours, and then cooled. The cooled mixed solution was filtered under reduced pressure, the solid component (filtrate) was thoroughly washed with ethanol, and then dried under reduced pressure to obtain a supported catalyst.

参考例3A)
フラスコにTEGを185mL投入した。Ru(acac)を5.9056g(14.8mmol)とケッチェンブラック(EC300J、ライオン社製)とを4.5022g秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30minの間分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。冷却した混合液を減圧ろ過し、固体成分(濾物)をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
( Reference example 3A)
185 mL of TEG was added to the flask. 4.90256 g (14.8 mmol) of Ru(acac) 3 and 4.5022 g of Ketjenblack (EC300J, manufactured by Lion Corp.) were weighed and added to the TEG, and ultrasonically dispersed for 30 min to obtain a mixed solution. Was produced. No polymer protective material was added to the mixed solution. This mixed liquid was heated to 200° C. at a heating rate of 6° C./min, heated and stirred at 200° C. for 3 hours, and then cooled. The cooled mixed liquid was filtered under reduced pressure, the solid component (filtrate) was thoroughly washed with ethanol, and then dried under reduced pressure to obtain a supported catalyst.

参考例4A)
フラスコにTEGを125mL投入した。Ru(acac)を0.9869g(2.5mmol)と活性炭(FAM−50)を4.7496gとを秤とり前記TEG中に添加し、超音波で30minの間分散して混合液を作製した。混合液に高分子保護材は添加しなかった。この混合液を6℃/分の昇温速度で200℃まで加熱し、200℃で3hr加熱撹拌し、その後冷却した。遠心分離を用いて冷却後の混合液から固体成分を沈降させ上澄みを除去し、固体成分をエタノールで十分に洗浄した後減圧乾燥を実施し、担持触媒を得た。
( Reference example 4A)
125 mL of TEG was added to the flask. 0.9869 g (2.5 mmol) of Ru(acac) 3 and 4.7496 g of activated carbon (FAM-50) were weighed and added into the TEG, and ultrasonically dispersed for 30 min to prepare a mixed liquid. .. No polymer protective material was added to the mixed solution. This mixed liquid was heated to 200° C. at a heating rate of 6° C./min, heated and stirred at 200° C. for 3 hours, and then cooled. The solid component was allowed to settle from the cooled mixed liquid using centrifugation, the supernatant was removed, and the solid component was thoroughly washed with ethanol and then dried under reduced pressure to obtain a supported catalyst.

(Ru粒子の平均粒子径)
参考例1A及び参考例2Aの担持触媒をTEMでそれぞれ倍率150000倍、200000倍で観察し、得られた粒子像から100個の粒子の粒子径を計測し、その平均を求め、Ru粒子の平均粒子径とした。図1に参考例1AのTEM像を、図2に参考例2AのTEM像を示す。参考例1Aの平均粒子径は3.34nm、参考例2Aの平均粒子径は3.14nmであった。また、図1及び図2から、凝集した粒子の存在は確認されなかった。
(Average particle diameter of Ru particles)
The supported catalysts of Reference Example 1A and Reference Example 2A were observed with a TEM at magnifications of 150,000 times and 200,000 times, respectively, and the particle diameters of 100 particles were measured from the obtained particle images, and the average thereof was calculated to find the average of Ru particles. The particle size was used. FIG. 1 shows a TEM image of Reference Example 1A, and FIG. 2 shows a TEM image of Reference Example 2A. The average particle size of Reference Example 1A was 3.34 nm, and the average particle size of Reference Example 2A was 3.14 nm. In addition, the presence of aggregated particles was not confirmed from FIGS. 1 and 2.

(結晶状態)
参考例1A及び参考例2Aの担持触媒について、XRD測定を行った。XRD測定条件は、室温でλ=CuKαである。図3に参考例1AのXRDパターンを、図4に参考例2AのXRDパターンを示す。図3において、Ruのパターンは(fcc)Ruのパターンを示しており、Ru粒子がfcc構造を有することが確認できた。図4において、Ruのパターンは(fcc)Ruのパターン及び(hcp)Ruのパターンを含むことが示されていた。
(Crystal state)
XRD measurement was performed on the supported catalysts of Reference Example 1A and Reference Example 2A. The XRD measurement condition is λ=CuKα at room temperature. FIG. 3 shows the XRD pattern of Reference Example 1A, and FIG. 4 shows the XRD pattern of Reference Example 2A. In FIG. 3, the Ru pattern shows the pattern of (fcc)Ru, and it was confirmed that the Ru particles have the fcc structure. In FIG. 4, it has been shown that the Ru pattern includes the (fcc)Ru pattern and the (hcp)Ru pattern.

Claims (5)

ナノ粒子としてRu粒子が担持体に担持された担持触媒において、
前記担持体は、アルミナ、シリカアルミナ、カルシア、セリア、セリアジルコニア、ランタナ、ランタナアルミナ、酸化スズ、酸化タングステン、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、ボロシリケート、リンタングステン酸、ヒドロキシアパタイト、ハイドロタルサイト、ペロブスカイト、コージェライト、ムライト及びシリコンカーバイドの中から選ばれる1種以上であり、
前記担持触媒の外表面に高分子保護材が存在しないことを特徴とする担持触媒。
In a supported catalyst in which Ru particles as nanoparticles are supported on a support,
The support is alumina, silica alumina, calcia, ceria, ceria zirconia, lantana, lantana alumina, tin oxide, tungsten oxide, aluminosilicate, aluminophosphate, borosilicate, phosphotungstic acid, hydroxyapatite, hydrotalcite, perovskite, cordierite, at least one selected from among mullite and silicon card by de,
A supported catalyst characterized in that no polymeric protective material is present on the outer surface of the supported catalyst.
高分子保護材を含有しないことを特徴とする請求項1に記載の担持触媒。 The supported catalyst according to claim 1, which does not contain a polymer protective material. 前記ナノ粒子と前記担持体との間に前記高分子保護材が介在しないことを特徴とする請求項1又は2に記載の担持触媒。 The supported catalyst according to claim 1 or 2, wherein the polymer protective material is not interposed between the nanoparticles and the support. 前記担持体として、更に、活性炭、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ及びカーボンナノホーンの中から選ばれる1種以上を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の担持触媒 The supported catalyst according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more kinds selected from activated carbon, carbon black, acetylene black, carbon nanotubes and carbon nanohorns as the support. . 前記Ru粒子は、fcc構造を有していることを特徴とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の担持触媒。 The supported catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the Ru particles have an fcc structure.
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JP2005087989A (en) * 2003-08-08 2005-04-07 Hitachi Ltd Catalyst material, method for manufacturing the same, and fuel cell using the method
JP5386978B2 (en) * 2008-06-06 2014-01-15 東洋紡株式会社 Fuel cell catalyst, membrane electrode assembly, fuel cell, and redox catalyst using heat-treated coordination polymer metal complex containing fine metal particles
JP2012041581A (en) * 2010-08-17 2012-03-01 Sony Corp Fine particle of core-shell structure and functional device incorporated therewith
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