JP7427797B2 - 六方晶構造の支持体に触媒金属が担持された触媒およびその製造方法 - Google Patents

六方晶構造の支持体に触媒金属が担持された触媒およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7427797B2
JP7427797B2 JP2022547029A JP2022547029A JP7427797B2 JP 7427797 B2 JP7427797 B2 JP 7427797B2 JP 2022547029 A JP2022547029 A JP 2022547029A JP 2022547029 A JP2022547029 A JP 2022547029A JP 7427797 B2 JP7427797 B2 JP 7427797B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
particles
catalyst according
boron nitride
hexagonal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022547029A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023513483A (ja
Inventor
スク ジョ ヨン
ヨン チャ ジュン
ス ジェオン ヒャン
ミン キム ヨン
テ ソン ヒュン
ピル ユン スン
ウ ナム スク
ジン リ タイク
ウン ユン チャン
ヘ ハン ジョン
Original Assignee
コリア・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コリア・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー filed Critical コリア・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー
Publication of JP2023513483A publication Critical patent/JP2023513483A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7427797B2 publication Critical patent/JP7427797B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/70—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their crystalline properties, e.g. semi-crystalline
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/462—Ruthenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18—Carbon
    • B01J21/185—Carbon nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24—Nitrogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B01J35/45—Nanoparticles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/51—Spheres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/55—Cylinders or rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/088—Decomposition of a metal salt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/04—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by decomposition of inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/04—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by decomposition of inorganic compounds
    • C01B3/047—Decomposition of ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0411—Preparation of ammonia by synthesis from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B01J2235/15—X-ray diffraction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B01J2235/30—Scanning electron microscopy; Transmission electron microscopy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Description

本発明は六方晶構造の単結晶性物質を含む支持体に触媒金属が担持された触媒およびその製造方法に関し、前記触媒はアンモニア脱水素化反応またはアンモニア合成反応に有用に使うことができる。
化石エネルギーの枯渇および環境汚染の問題によって化石燃料を代替できる新再生可能代替エネルギーに対する要求が大きく、そのような代替エネルギーの一つとして水素が注目されている。
燃料電池と水素燃焼装置は水素を反応ガスとして使っているが、燃料電池と水素燃焼装置を、例えば自動車や各種電子製品などに応用するために水素の安定的かつ持続的な供給乃至貯蔵技術が必要である。
水素を利用する装置に水素を供給するために別途に設置された水素供給所から、水素が必要な時ごとに水素の供給を受ける方式を使うことができる。このような方式では、水素を貯蔵するために圧縮水素や液化水素を使うことができる。
または、水素を貯蔵し発生させる物質を水素利用装置に搭載した後、該当物質の反応を通じて水素を発生させ、これを水素利用装置に供給する方式を使うことができる。この方式には例えば、金属水素化物（ｍｅｔａｌ ｈｙｄｒｉｄｅ）利用方法、吸着、脱着／炭素（ａｂｓｏｒｂｅｎｔｓ／ｃａｒｂｏｎ）利用方法、化学的方法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ）等が提案されている。
このような水素発生物質として例えば、;アンモニアボラン、アンモニアなどを利用することができ、これらから脱水素化する過程で触媒が利用される。
その中でも特にアンモニアは高い水素貯蔵密度（約１７．７重量％）を有し、合成が容易である。
ちなみに、アンモニア脱水素化反応およびアンモニア合成反応は下記の反応式１の通りである。
（反応式１）
２ＮＨ３⇔３Ｈ２＋Ｎ２△Ｈ＝４６ｋＪ／ｍｏｌ
従来はアンモニア脱水素化反応およびアンモニア合成反応の触媒として支持体に担持された触媒金属が研究されたが、触媒金属が支持体中によく分散されず、触媒活性が低調であるなど、改善の余地が多い。
また、炭素で構成された支持体を使用するにおいての深刻な短所は、産業的な条件下で水素の添加に対する敏感性である。具体的には、炭素で構成された支持体はメタンに徐々に変形され、支持体の漸次的な損失とその結果として作業の困難を招く。
本発明は触媒活性が優秀なアンモニア脱水素用触媒またはアンモニア合成用触媒を提供することを目的とする。
本発明は、アンモニア脱水素化反応またはアンモニア合成反応中に分解されずに安定した触媒を提供することを目的とする。
本発明の目的は以上で言及した目的に制限されない。本発明の目的は以下の説明でより明確になるであろうし、特許請求の範囲に記載された手段およびその組み合わせで実現されるであろう。
本発明の一実施例に係る触媒は、六方晶構造の単結晶性物質を含む支持体および前記支持体上に担持された触媒金属を含むことができる。
前記単結晶性物質は、六方晶窒化ホウ素（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、ｈ－ＢＮ）、窒化ホウ素ナノチューブ（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＢＮＮＴｓ）、窒化ホウ素ナノリボン（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓ、ＢＮＮＲｓ）、窒化ホウ素ナノシート（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｓｈｅｅｔ）、炭素ナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ、ＣＮＴｓ）、炭素ナノ繊維（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ、ＣＮＦｓ）、還元された酸化グラフェン（Ｒｅｄｕｃｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｏｘｉｄｅ、ｒＧＯ）およびシリセン（Ｓｉｌｉｃｅｎｅ）からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
前記触媒金属はルテニウム（Ｒｕ）ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
前記触媒金属は、触媒の全体重量を基準として０．０１重量％～３重量％の含量で担持され得る。
前記触媒金属はロッド（Ｒｏｄ）状の粒子を含み、前記ロッド状の粒子は長さが１０ｎｍ～８０ｎｍであり、アスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が１．２～２０であるものであり得る。
前記触媒金属は、六角形（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）粒子、球状（Ｓｐｈｅｒｅ）粒子および半球状（Ｓｅｍｉ－ｓｐｈｅｒｅ）粒子からなる群から選択されたいずれか一つ以上の粒子を含み、前記粒子は直径が２ｎｍ～４０ｎｍのものであり得る。
前記触媒は反応の転換頻度（ＴＯＦ：Ｔｕｒｎｏｖｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が７，５００ｈ－１以上であるものであり得る。
前記触媒は、アンモニア脱水素化反応またはアンモニア合成反応に使われるものであり得る。
本発明の一実施例に係る触媒の製造方法は、六方晶窒化ホウ素を含む支持体に触媒金属前駆体溶液を含浸させる段階、含浸された結果物を乾燥する段階および乾燥した結果物を熱処理して前記支持体上に触媒金属が担持された触媒を得る段階を含むことができる。
前記製造方法は、前記乾燥した結果物を２００℃～７００℃で熱処理するものであり得る。
前記製造方法は、前記乾燥した結果物を空気雰囲気で熱処理して前記触媒金属をロッド（Ｒｏｄ）状の粒子に形成するものであり得る。
前記製造方法は、前記乾燥した結果物を不活性気体雰囲気または真空雰囲気で熱処理して、前記触媒金属を六角形（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）、球状（Ｓｐｈｅｒｅ）、半球状（Ｓｅｍｉ－ｓｐｈｅｒｅ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上の形態の粒子に形成するものであり得る。
前記製造方法は、前記乾燥した結果物を不活性気体雰囲気または真空雰囲気で熱処理して、前記触媒金属をエピタキシャル（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ）成長させるものであり得る。
本発明に係る触媒は、比表面積が広い六方晶窒化ホウ素を支持体として使用し、これに触媒金属を均一に担持させたものであるため、触媒活性が優秀である。
本発明に係る触媒は、アンモニア脱水素化反応またはアンモニア合成反応の産業的な条件で分解されずに安定した六方晶窒化ホウ素を支持体として使ったものであるため、メタン化の問題なく触媒活性が安定的に維持される。
本発明に係る触媒の製造方法は、熱処理を特定の条件で遂行することによって触媒金属の形態および／または大きさを調節できるところ、高い活性点を有する触媒を得ることができる。
本発明に係る触媒は触媒活性および転換頻度（Ｔｕｒｎｏｖｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が高いため、少ない量でも従来に比べて同等乃至向上した性能を示すことができる。
本発明に係る触媒は、既に知られている触媒に比べてアンモニア転換反応に対する転換頻度が非常に優秀であるため、水素の生産効率を大きく向上させることができる。
本発明の効果は、以上で言及した効果に限定されない。本発明の効果は、以下の説明で推論可能なすべての効果を含むものと理解されるべきである。
本発明の実施例１に係る触媒に対するＸＲＤ分析結果である。 本発明の実施例１、実施例２、比較例１および比較例２に係る触媒のアンモニア転換率を測定した結果である。 本発明の実施例１に係る触媒に対するＴＥＭ分析結果である。 本発明の実施例２に係る触媒に対するＴＥＭ分析結果である。 本発明の実施例３に係る触媒に対するＴＥＭ分析結果である。
以上の本発明の目的、他の目的、特徴および利点は、添付された図面に関連した以下の好ましい実施例を通じて容易に理解され得るであろう。しかし、本発明はここで説明される実施例に限定されず、他の形態で具体化されてもよい。むしろ、ここで紹介される実施例は開示された内容が徹底かつ完全になり得るように、そして通常の技術者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供されるものである。
各図面を説明するにおいて、類似する参照符号を類似する構成要素に対して使った。添付された図面で、構造物の寸法は本発明の明確性のために実際より拡大して図示したものである。第１、第２等の用語は多様な構成要素を説明するのに使われ得るが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第１構成要素は第２構成要素と命名され得、同様に第２構成要素も第１構成要素と命名され得る。単数の表現は文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
本明細書で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは他の部分の「真上に」ある場合だけでなくその中間にさらに他の部分がある場合も含む。その反対に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下部に」あるとする場合、これは他の部分の「真下に」ある場合だけでなくその中間にさらに他の部分がある場合も含む。
特に明示されない限り、本明細書で使われた成分、反応条件、ポリマー組成物および配合物の量を表現するすべての数字、値および／または表現は、このような数字が本質的に異なるものの中でこのような値を得るのに発生する測定の多様な不確実性が反映された近似値であるので、すべての場合「約」という用語によって修飾されるものと理解されるべきである。また、本記載において数値範囲が開示される場合、このような範囲は連続的であり、特に指摘されない限りこのような範囲の最小値から最大値が含まれた前記最大値までのすべての値を含む。ひいては、このような範囲が整数を指称する場合、特に指摘されない限り最小値から最大値が含まれた前記最大値までを含むすべての整数が含まれる。
本発明に係る触媒は、六方晶構造の単結晶性物質を含む支持体および前記支持体上に担持された触媒金属を含む。
前記六方晶構造の単結晶性物質は、六方晶窒化ホウ素（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、ｈ－ＢＮ）、窒化ホウ素ナノチューブ（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＢＮＮＴｓ）、窒化ホウ素ナノリボン（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓ、ＢＮＮＲｓ）、窒化ホウ素ナノシート（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｓｈｅｅｔ）、炭素ナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ、ＣＮＴｓ）、炭素ナノ繊維（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ、ＣＮＦｓ）、還元された酸化グラフェン（Ｒｅｄｕｃｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｏｘｉｄｅ、ｒＧＯ）およびシリセン（Ｓｉｌｉｃｅｎｅ）からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。
より具体的には、前記六方晶構造の単結晶性物質は、２次元の板状構造を有するものであり得る。例えば、前記六方晶構造の単結晶性物質は、シート（Ｓｈｅｅｔ）またはフレーク（Ｆｌａｋｅ）の板状構造を有する六方晶窒化ホウ素、窒化ホウ素ナノリボン、窒化ホウ素ナノシート、還元された酸化グラフェン、シリセンを含むことができ、好ましくは六方晶窒化ホウ素を含むことができる。
２次元素材は既存のバルク素材で発見されていない新しい物理的および化学的特性のため、最近多くの研究が進行されている。六方晶窒化ホウ素はグラフェンのように六角形の形を有し、炭素の代わりにボロンと窒素で構成されているため、「白色グラフェン（ｗｈｉｔｅ ｇｒａｐｈｅｎｅ）」と呼ばれたりもする。六方晶窒化ホウ素は表面にダングリングボンド（Ｄａｎｇｌｉｎｇ ｂｏｎｄ）がなく、非常に扁平であるため、触媒金属の支持体として有用に使うことができる。
前記六方晶構造の単結晶性物質は表面積が広いのでその上に触媒金属を均一に分散させることができ、それにより触媒活性が大きく向上し得る。例えば、前記六方晶窒化ホウ素は表面積が２ｍ２／ｇ～５０ｍ２／ｇであり得る。
前記六方晶窒化ホウ素は熱力学的に安定した支持体の役割をすることができる。したがって、アンモニア脱水素化反応またはアンモニア合成反応の産業的な条件で、メタン化または分解されずにその形状、特性などを維持することができる。したがって、前記触媒は安定的に触媒活性を維持することができる。
前記触媒金属はルテニウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択された一つ以上を含むことができる。具体的には、前記触媒金属は前記触媒をアンモニア脱水素化反応に使う場合にはルテニウム（Ｒｕ）を含むことができる。一方、前記触媒金属は前記触媒をアンモニア合成反応に使う場合にはモリブデン（Ｍｏ）をさらに含むことができる。
前記触媒金属は前記触媒の全体重量を基準として０．０１重量％～３重量％の含量で担持され得る。前記触媒金属の担持量が０．０１重量％未満であれば担持自体がされないか、触媒活性の向上を期待することが難しく、３重量％を超過すれば触媒金属間の凝集現象が発生して触媒活性が低下し得る。
前記触媒金属の形態および／または大きさは、後述する製造方法の熱処理段階の雰囲気によって調節することができる。これについては後述する。
本発明に係る触媒の製造方法は、六方晶構造の単結晶性物質を含む支持体に触媒金属前駆体溶液を含浸させる段階、含浸された結果物を乾燥する段階および乾燥した結果物を熱処理して前記支持体上に触媒金属が担持された触媒を得る段階を含む。前記触媒の製造方法は前述した触媒に関する内容と実質的に重複する構成を含むことができ、重複した部分に対する詳しい説明は省略する。
まず、支持体上に触媒金属前駆体溶液を含浸させる。例示的な具現例で前記触媒金属がルテニウムである場合、前記触媒金属前駆体はＲｕＣｌ３、ＲｕＣｌ３・ｘＨ２Ｏ、ＲｕＣｌ３・３Ｈ２Ｏ、[Ｒｕ（ＮＨ３）６]Ｃｌ２、Ｒｕ３（ＣＯ）１２、Ｃ１６Ｈ２２Ｏ２Ｒｕ、Ｃ１８Ｈ２６Ｒｕなどを含むことができる。
引き続き、含浸された結果物を乾燥することができる。例示的な具現例で前記乾燥は４０℃～１００℃で遂行できる。また、前記含浸された結果物を真空乾燥することができる。
乾燥した結果物を熱処理して前記支持体上に触媒金属が担持された触媒を得ることができる。例示的な具現例で前記熱処理は３～５時間の間、２００～７００℃の温度で遂行できる。温度が２００℃未満であれば触媒金属が支持体の表面に固定されない場合があり、７００℃を超過すれば触媒金属間の凝集現象が発生して触媒活性が低下し得る。
また、前記熱処理は空気雰囲気、不活性気体雰囲気または真空雰囲気で遂行できる。前記不活性気体雰囲気はアルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気などであり得る。
前記熱処理を空気雰囲気で遂行すると、前記触媒金属をロッド（Ｒｏｄ）状の粒子に形成することができる。前記ロッド状の触媒金属はこれに限定されないが、長さが１０ｎｍ～８０ｎｍであり、アスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が１．２～２０であるものであり得る。このように触媒金属をロッド状の粒子に形成すればアンモニア分解反応に高い活性を有するサイト数が増加する。
前記熱処理を不活性気体雰囲気または真空雰囲気で遂行すると、前記触媒金属を六角形（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）、球状（Ｓｐｈｅｒｅ）、半球状（Ｓｅｍｉ－ｓｐｈｅｒｅ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上の形態の粒子に形成することができる。前記粒子はこれに限定されないが、直径が２ｎｍ～４０ｎｍのものであり得る。このように触媒金属を六角形（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）、球状（Ｓｐｈｅｒｅ）、半球状（Ｓｅｍｉ－ｓｐｈｅｒｅ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上の形態の粒子に形成すれば、相対的に高い分散度を有する触媒を得ることができる。また、不活性気体雰囲気または真空雰囲気での熱処理を通じて前記触媒金属をエピタキシャル（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ）成長させることができる。ここで、エピタキシャル成長は前記触媒金属が前記支持体の六方晶構造の骨格に沿って成長することを意味する。前記触媒金属をエピタキシャル成長させることによって、アンモニア分解活性の改善に役に立つ触媒金属の特定面あるいはサイトを成長させることができる。
以下、実施例および実験を通じてさらに詳細に説明するが、本発明は以下に記載された内容に限定されない。
実施例１
支持体である六方晶窒化ホウ素を準備した。前記支持体にルテニウム前駆体であるＲｕ３ＣＯ１２とテトラヒドロフラン（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）の混合物を含浸させ、約４０～８０℃で約１２時間乾燥した。乾燥した結果物を空気雰囲気で約３時間の間、２００～７００℃で熱処理して触媒を得た。前記触媒はルテニウムを１重量％含むように製造した。
実施例２
乾燥した結果物を不活性気体であるアルゴンガス雰囲気で熱処理したことを除いては前記実施例１と同一にして触媒を製造した。
実施例３
乾燥した結果物を真空雰囲気で熱処理したことを除いては前記実施例１と同一にして触媒を製造した。
比較例１
支持体として六方晶窒化ホウ素の代わりにシリカ（ＳｉＯ２）を使用し、ルテニウムの担持量を１．５重量％に増やしたことを除いては前記実施例と同一の工程を遂行して触媒を製造した。
比較例２
支持体として六方晶窒化ホウ素の代わりにＡｌ２Ｏ３を使ったことを除いては前記実施例と同一の工程を遂行して触媒を製造した。
実験例１：ＸＲＤ分析
前記実施例１に係る触媒に対してＸ線回折分析（Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を実施した。その結果は図１の通りである。これを参照すると、六方晶窒化ホウ素とルテニウムのピークがすべて観察されるので、ルテニウムが支持体である六方晶窒化ホウ素上に正しく担持されたことが分かる。
実験例２：温度によるアンモニア転換率の測定
実施例１、実施例２、比較例１および比較例２に係る触媒を使ってアンモニア脱水素化反応を進行させ、その転換率を測定した。
まず、それぞれの前記触媒４０ｍｇを直径が３／８″である充填層反応器に充填した。具体的な測定条件は３５０～４５０℃の温度、６０，０００ｍＬ／ｇｃａｔ・ｈのＧＨＳＶ（ＮＨ３）、２時間の還元時間であった。その結果は図２の通りである。
図２を参照すると、実施例１および実施例２の場合、比較例１および比較例２に比べて触媒金属の担持量が同じであるかさらに少ないにもかかわらず、アンモニア転換率がはるかに高いことが分かる。
実験例３：熱処理雰囲気に係る触媒金属の形態および大きさ
前記実施例１、実施例２および実施例３に係る触媒に対するＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）分析を遂行した。その結果はそれぞれ図３ａ、図３ｂおよび図３ｃの通りである。
図３ａを参照すると、空気雰囲気で熱処理をする場合、触媒金属がロッド（Ｒｏｄ）状の粒子に形成されることが分かる。
図３ｂを参照すると、不活性気体雰囲気で熱処理をする場合、触媒金属が六角形、球状および半球状の粒子に形成されることが分かる。
図３ｃを参照すると、真空雰囲気で熱処理をする場合、触媒金属が球状および半球状の粒子に形成されることが分かる。
また、図３ｂおよび図３ｃを参照すると、不活性気体雰囲気または真空雰囲気で熱処理をする場合、触媒金属が支持体に沿ってエピタキシャル成長をすることが分かる。
実験例４：ＴＯＦ（Ｔｕｒｎ ｏｖｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）計算
前記実験例２でアンモニア転換率を測定した結果に基づいて、実施例に係る触媒のＴＯＦを４５０℃条件で計算した。その結果は下記の表１の通りである。
１）スラッシュ（／）の左側は触媒金属および担持量、右側は支持体を記載したものである。表１を参照すると、本発明の実施例に係る触媒のＴＯＦが、既に知られているアンモニア脱水素化反応触媒のＴＯＦに比べて並外れて高いことが分かる。したがって、本発明に係る触媒は非常に効率が優秀であることを確認することができる。
以上、本発明の非制限的で例示的な実施例を説明したが、本発明の技術思想は添付図面や前記説明内容に限定されない。本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で多様な形態の変形が可能であることがこの分野の通常の知識を有する者には自明であり、また、このような形態の変形は本発明の特許請求の範囲に属すると言える。

Claims (19)

  1. 六方晶構造の単結晶性物質を含む支持体；および
    前記支持体上に担持された触媒金属；を含む、アンモニア脱水素化反応またはアンモニア合成反応に使われる触媒であって、
    前記触媒金属はロッド（Ｒｏｄ）状の粒子を含むかまたは六角形（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）粒子、球状（Ｓｐｈｅｒｅ）粒子および半球状（Ｓｅｍｉ－ｓｐｈｅｒｅ）粒子からなる群から選択されたいずれか一つ以上の粒子を含み、前記触媒の全体重量を基準として０．０１重量％～３重量％の含量で担持されたものである、触媒。
  2. 前記単結晶性物質は、六方晶窒化ホウ素（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、ｈ－ＢＮ）、窒化ホウ素ナノチューブ（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＢＮＮＴｓ）、窒化ホウ素ナノリボン（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓ、ＢＮＮＲｓ）、窒化ホウ素ナノシート（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｓｈｅｅｔ）からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１に記載の触媒。
  3. 前記触媒金属はルテニウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項２に記載の触媒。
  4. 前記単結晶性物質は六方晶窒化ホウ素（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、ｈ－ＢＮ）を含む、請求項１に記載の触媒。
  5. 前記触媒金属はルテニウム（Ｒｕ）を含む、請求項４に記載の触媒。
  6. 前記触媒金属はロッド（Ｒｏｄ）状の粒子を含み、前記ロッド状の粒子は長さが１０ｎｍ～８０ｎｍであり、アスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が１．２～２０であるものである、請求項１に記載の触媒。
  7. 前記触媒金属は六角形（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）粒子、球状（Ｓｐｈｅｒｅ）粒子および半球状（Ｓｅｍｉ－ｓｐｈｅｒｅ）粒子からなる群から選択されたいずれか一つ以上の粒子を含み、前記粒子は直径が２ｎｍ～４０ｎｍのものである、請求項１に記載の触媒。
  8. 前記触媒を利用した反応の転換頻度（ＴＯＦ：Ｔｕｒｎｏｖｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が７，５００ｈ－１以上であることを特徴とする、請求項１に記載の触媒。
  9. 前記触媒は、アンモニア脱水素化反応に使われるものである、請求項１に記載の触媒。
  10. 前記触媒は、アンモニア合成反応に使われるものである、請求項１に記載の触媒。
  11. 六方晶構造の単結晶性物質を含む支持体に触媒金属前駆体溶液を含浸させる段階；
    含浸された結果物を乾燥する段階；および
    乾燥した結果物を空気雰囲気または真空雰囲気で熱処理して前記支持体上に触媒金属が担持された触媒を得る段階；を含み、
    前記乾燥した結果物を空気雰囲気または真空雰囲気で熱処理して前記触媒金属の形態および大きさのうち少なくともいずれか一つを調節することを特徴とする、触媒の製造方法。
  12. 前記単結晶性物質は、六方晶窒化ホウ素（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、ｈ－ＢＮ）、窒化ホウ素ナノチューブ（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＢＮＮＴｓ）、窒化ホウ素ナノリボン（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓ、ＢＮＮＲｓ）、窒化ホウ素ナノシート（Ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ ｎａｎｏｓｈｅｅｔ）からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
  13. 前記触媒金属はルテニウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
  14. 前記触媒金属は触媒の全体重量を基準として０．１重量％～３重量％の含量で担持されたものである、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
  15. 前記乾燥した結果物を２００℃～７００℃で熱処理する、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
  16. 前記乾燥した結果物を空気雰囲気で熱処理して前記触媒金属をロッド（Ｒｏｄ）状の粒子に形成し、
    前記ロッド状の粒子は長さが１０ｎｍ～８０ｎｍであり、アスペクト比（Ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が１．２～２０であるものである、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
  17. 前記乾燥した結果物を真空雰囲気で熱処理して、前記触媒金属を六角形（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）、球状（Ｓｐｈｅｒｅ）、半球状（Ｓｅｍｉ－ｓｐｈｅｒｅ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上の形態の粒子に形成し、
    前記粒子は直径が２ｎｍ～４０ｎｍのものである、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
  18. 前記乾燥した結果物を真空雰囲気で熱処理して、前記触媒金属をエピタキシャル（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ）成長させることを特徴とする、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
  19. 前記触媒を利用した反応の転換頻度（ＴＯＦ：Ｔｕｒｎｏｖｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が７，５００ｈ－１以上であることを特徴とする、請求項１１に記載の触媒の製造方法。
JP2022547029A 2020-05-07 2021-02-02 六方晶構造の支持体に触媒金属が担持された触媒およびその製造方法 Active JP7427797B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200054538A KR102426142B1 (ko) 2020-05-07 2020-05-07 육방정 구조의 지지체에 촉매금속이 담지된 촉매 및 이의 제조방법
KR10-2020-0054538 2020-05-07
PCT/KR2021/001351 WO2021225254A1 (ko) 2020-05-07 2021-02-02 육방정 구조의 지지체에 촉매금속이 담지된 촉매 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023513483A JP2023513483A (ja) 2023-03-31
JP7427797B2 true JP7427797B2 (ja) 2024-02-05

Family

ID=78468210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022547029A Active JP7427797B2 (ja) 2020-05-07 2021-02-02 六方晶構造の支持体に触媒金属が担持された触媒およびその製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220362748A1 (ja)
JP (1) JP7427797B2 (ja)
KR (1) KR102426142B1 (ja)
CN (1) CN115066295B (ja)
AU (1) AU2021266536B2 (ja)
GB (1) GB2607473A (ja)
NO (1) NO20220836A1 (ja)
WO (1) WO2021225254A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11724245B2 (en) 2021-08-13 2023-08-15 Amogy Inc. Integrated heat exchanger reactors for renewable fuel delivery systems
US12000333B2 (en) 2021-05-14 2024-06-04 AMOGY, Inc. Systems and methods for processing ammonia
EP4352008A4 (en) 2021-06-11 2025-07-02 Amogy Inc AMMONIA TREATMENT SYSTEMS AND METHODS
US11539063B1 (en) 2021-08-17 2022-12-27 Amogy Inc. Systems and methods for processing hydrogen
US11923711B2 (en) 2021-10-14 2024-03-05 Amogy Inc. Power management for hybrid power system
CN114887643B (zh) * 2022-05-13 2023-12-05 佛山仙湖实验室 一种氨热解制氢催化剂及其制备方法
US11834334B1 (en) 2022-10-06 2023-12-05 Amogy Inc. Systems and methods of processing ammonia
CN115498199B (zh) * 2022-10-17 2025-09-19 中南大学 一种PtCu合金/G-菌改性rGO复合催化材料及其制备和在燃料电池中的应用
US11866328B1 (en) 2022-10-21 2024-01-09 Amogy Inc. Systems and methods for processing ammonia
US11795055B1 (en) 2022-10-21 2023-10-24 Amogy Inc. Systems and methods for processing ammonia
KR102943745B1 (ko) * 2023-04-19 2026-03-27 한국과학기술연구원 내구성이 개선된 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 암모니아의 탈수소화 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001149780A (ja) 1999-10-29 2001-06-05 Haldor Topsoe As アンモニア及びアンモニア合成ガスの製造方法
JP2004035399A (ja) 2002-07-11 2004-02-05 Haldor Topsoe As アンモニア製造方法及びそれのための触媒
JP2016538127A (ja) 2013-12-10 2016-12-08 中国科学院大▲連▼化学物理研究所Ｄａｌｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ アンモニア合成及びアンモニア分解のための触媒

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3552766B2 (ja) * 1994-11-24 2004-08-11 三井化学株式会社 アンモニア合成触媒およびその調製法
JP2006314970A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Tokyo Institute Of Technology 触媒、触媒の製造方法、アンモニアの製造方法、および反応装置
CN103877983A (zh) 2009-03-17 2014-06-25 株式会社日本触媒 制氢催化剂和使用该制氢催化剂的制氢方法
KR20130062902A (ko) 2010-03-31 2013-06-13 가부시기가이샤 닛뽕쇼꾸바이 암모니아 분해용 촉매 및 그 촉매의 제조방법, 및, 그 촉매를 사용한 수소 제조방법
KR101768078B1 (ko) 2014-09-15 2017-08-14 한국과학기술연구원 란타늄 알루미네이트에 루테늄이 지지된 촉매 및 그 제조 방법
CN107206363A (zh) * 2014-12-05 2017-09-26 国立研究开发法人科学技术振兴机构 复合体、复合体的制造方法、氨合成催化剂以及氨合成方法
KR101781412B1 (ko) * 2015-06-02 2017-09-25 한국과학기술연구원 암모니아 탈수소용 촉매, 이의 제조 방법 및 이를 이용하여 암모니아로부터 수소를 생산하는 방법
JP7231157B2 (ja) * 2017-03-17 2023-03-01 国立研究開発法人科学技術振興機構 金属担持物、担持金属触媒、アンモニアの製造方法、水素の製造方法及びシアナミド化合物の製造方法
CN107185572A (zh) * 2017-05-09 2017-09-22 中科合成油技术有限公司 包含氮化物载体的费托合成催化剂及其制备方法和应用
GB2562731A (en) * 2017-05-22 2018-11-28 Siemens Ag Catalyst for ammonia synthesis
KR102104237B1 (ko) 2018-01-17 2020-04-24 한국과학기술연구원 제올라이트 기반 암모니아 탈수소용 촉매, 이의 제조 방법 및 이를 이용하여 암모니아로부터 수소를 생산하는 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001149780A (ja) 1999-10-29 2001-06-05 Haldor Topsoe As アンモニア及びアンモニア合成ガスの製造方法
JP2004035399A (ja) 2002-07-11 2004-02-05 Haldor Topsoe As アンモニア製造方法及びそれのための触媒
JP2016538127A (ja) 2013-12-10 2016-12-08 中国科学院大▲連▼化学物理研究所Ｄａｌｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ アンモニア合成及びアンモニア分解のための触媒

Also Published As

Publication number Publication date
US20220362748A1 (en) 2022-11-17
AU2021266536A1 (en) 2022-08-25
GB202211091D0 (en) 2022-09-14
AU2021266536B2 (en) 2024-05-30
NO20220836A1 (en) 2022-07-28
CN115066295A (zh) 2022-09-16
WO2021225254A1 (ko) 2021-11-11
JP2023513483A (ja) 2023-03-31
GB2607473A (en) 2022-12-07
CN115066295B (zh) 2025-01-28
KR20210136381A (ko) 2021-11-17
KR102426142B1 (ko) 2022-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115066295B (zh) 在六方晶结构的支撑体上负载有催化剂金属的催化剂及其制造方法
Gao et al. CrPd nanoparticles on NH2-functionalized metal-organic framework as a synergistic catalyst for efficient hydrogen evolution from formic acid
US10232355B2 (en) Carbon nanotube-coated catalyst particle
Venegoni et al. Parametric study for the growth of carbon nanotubes by catalytic chemical vapor deposition in a fluidized bed reactor
JP6217755B2 (ja) 高い比表面積を有する炭素ナノチューブ及びその製造方法
Li et al. Catalytic ammonia decomposition for CO-free hydrogen generation over Ru/Cr2O3 catalysts
CN101189371B (zh) 单壁碳纳米管催化剂
Liao et al. One-step growth of CuO/ZnO/CeO2/ZrO2 nanoflowers catalyst by hydrothermal method on Al2O3 support for methanol steam reforming in a microreactor
Durano et al. Cobalt oxide synthesized using urea precipitation method as catalyst for the hydrolysis of sodium borohydride
Ping et al. Co-production of hydrogen and carbon nanotubes on nickel foam via methane catalytic decomposition
Dai et al. Catalytic activity of mesoporous Ni/CNT, Ni/SBA-15 and (Cu, Ca, Mg, Mn, Co)–Ni/SBA-15 catalysts for CO 2 reforming of CH 4
JP2009508667A (ja) 多層カーボンナノチューブ製造工程のための触媒系
Al-Fatesh et al. Non-supported bimetallic catalysts of Fe and Co for methane decomposition into H2 and a mixture of graphene nanosheets and carbon nanotubes
Ji et al. Morphology dependence of catalytic properties of Ni nanoparticles at the tips of carbon nanofibers for ammonia decomposition to generate hydrogen
Ji et al. Morphology and location manipulation of Fe nanoparticles on carbon nanofibers as catalysts for ammonia decomposition to generate hydrogen
Dai et al. Dragon fruit-like Pt-Cu@ mSiO2 nanocomposite as an efficient catalyst for low-temperature ethanol steam reforming
Zhao et al. Spinel-supported Fe-based catalysts for H2 production via catalytic methane decomposition: Experimental and theoretical studies
Wang et al. The synthesis of Ni–Cu alloy nanofibers via vacuum thermal Co-reduction toward hydrogen generation from hydrazine decomposition
Wang et al. Boosting the catalytic activity of Pd-nanocatalysts by anchoring transition metal atoms on carbon supports for formic acid dehydrogenation
Xie et al. Design of supported CuCe catalysts with optimal pore size to promote low-temperature RWGS reactions
Liao et al. Synergistic effect of RuNi alloy supported by carbon nanohorns for boosted hydrogen evolution from ammonia borane hydrolysis
Natewong et al. Fibrous platelet carbon nanofibers-silica fiber composite supports for a Co-based catalyst in the steam reforming of acetic acid
CN1291165A (zh) 通过直接裂解烃制备氢
Zhang et al. Stable Ni nanocrystals on porous single-crystalline MgO particles for enhanced dry reforming activity and durability of CH 4/CO 2
Zhang et al. Fabrication of CeO2-supported catalysts for regulating CNTs synthesis from plastic wastes

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220729

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220729

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230808

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7427797

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150