有機ハイドライドの脱水素触媒反応に関する研究

Studies on catalytic dehydrogenation for organic hydrides

五十住 幸大; 鈴木 竜太*; 箱田 照幸; 吉川 正人; 有谷 博文*

Isozumi, Yukihiro; Suzuki, Ryuta*; Hakoda, Teruyuki; Yoshikawa, Masahito; Aritani, Hirofumi*

有機ハイドライドは水素を安全に運搬・貯蔵する物質として着目されているが、可燃性を有することから漏えいした有機ハイドライドの発火防止のための光学式センサー開発が求められている。現在、ガスクロミック材料であるWO薄膜に脱水素金属触媒を分散・固定(担持)したセンサー材料が試作されているが、WO基材は水素を吸蔵するため脱水素金属触媒上の脱水素反応メカニズムが必ずしも明らかとなっていなかった。そこで本研究では、ガスクロミック作用を有しないアルミナ,シリカ等の基材とWO基材に数種の脱水素金属触媒を担持して試料を作製し、シクロヘキサンに対する脱水素能の比較から脱水素反応メカニズムを調べた。その結果、Pt微粒子が最も低温で脱水素反応を引き起こす触媒金属であり、この脱水素反応によりシクロヘキサンからベンゼンと水素だけが生成することを明らかにした。またWO基材上のPt微粒子は125C以上で熱凝集して表面積が減少し脱水素反応速度が減少することを見いだした。

The organic hydrides has been focused as a substance that stores and transports hydrogen safely, therefore the optical sensor to detect its leakage has been needed for its flammability. In recent studies, some kind of dehydrogen metals over WO gasochromic substrate have been developed for the sensor, but dehydro-mechanism over these metals was not clear because WO absorb hydrogen produced through dehydrogenation. In the present study, the dehydrogen reaction over these metals was evaluated by comparing the dehydrogen activity over catalyst metals over different substrates including WO. It was confirmed that Pt had a dehydro-activity at the lowest reaction temperature and produced the amount of benzene was equal to that of consumed cyclohexane stoichiometrically. Sintering of Pt over the WO substrate also caused deactivation gradually up to 125C.