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J-GLOBAL ID：201002243943662331   整理番号：10A0450475

Rh-ベース/SiO₂触媒上の合成ガスからエタノールの合成:実験と理論を組み合わせたモデル化研究

Ethanol synthesis from syngas over Rh-based/SiO₂ catalysts: A combined experimental and theoretical modeling study

著者 (10件)： MEI Donghai (Chemical and Materials Sciences Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  ROUSSEAU Roger (Chemical and Materials Sciences Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  KATHMANN Shawn M. (Chemical and Materials Sciences Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  GLEZAKOU Vassiliki-alexandra (Chemical and Materials Sciences Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  ENGELHARD Mark H. (Environmental Molecular Sci. Lab., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  JIANG Weilin (Chemical and Materials Sciences Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  WANG Chongmin (Environmental Molecular Sci. Lab., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  GERBER Mark A. (Chemical and Biological Process Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  WHITE James F. (Chemical and Biological Process Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA) ,  STEVENS Don J. (Chemical and Biological Process Div., Pacific Northwest National Lab., Richland, WA 99352, USA)
資料名： Journal of Catalysis  (Journal of Catalysis)
巻： 271  号： 2  ページ： 325-342  発行年： 2010年05月04日 
JST資料番号： H0480A  ISSN： 0021-9517  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： バイオマス由来の合成ガスをエタノールと他のC₂⁺酸化物への触媒的変換は近年代替で再生エネルギー源の強い要求によりかなり注目を受けている。実験測定を第一原理ベースの速度論的モデル化と組み合わせて,SiO₂ に担持したRh/Mn合金触媒上でCO還元からエタノール合成の反応速度論を検討した。Mnの促進剤はRhとの二元合金に有り,CO挿入反応(CO+CH_x(x=1-3))障壁を下げる重要な役割と,エタノールと他のC₂⁺酸化物への選択的向上を担っている。しかし,メタン生成への障壁への影響はなかった。活性相になるRh/Mn合金のナノ粒子を担持したと仮定すれば,実際に使用したRh/Mn/SiO₂触媒のX線光電子分光,透過電子顕微鏡,及びX線回折を使った実験特性に現れる事になる。第一原理の密度汎関数理論(DFT)計算では二元Rh/Mn合金は熱力学的に還元反応条件下では混合した金属/金属酸化物以上に更に安定である事を確信した。エタノールへのCOの水素化を三次元Rh/Mnナノ粒子上で実験制御条件下,速度論的モンテカルロ(KMC)シミュレーションによって検討した。シミュレーションした反応速度を実験結果と定性的に一致した。従って種々プロモータ(M=Ir,Ga,V,Ti,Sc,Ca,及びLi)の効果をRh/M合金ナノ粒子上でCOを挿入反応しながらDFT計算を使って検討した。そこでは電気陰性度差,Δχがプロモータ(M)とRh間で0.7を持つプロモータと合金化したので,CO挿入反応の障壁が下がり最大の効果があり,エタノールへの選択性を高めることになった。この結論は種々プロモータとRhベース触媒上のCO水素化で報告した触媒性能と良く一致した。著者らはCO水素化からエタノール合成について遷移金属ベースの触媒使用に電気陰性度差を基準にすれば,触媒性能の改善にかなり有益となると考えている。Copyright 2010 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *ロジウム触媒 ,  *担持触媒 ,  *合成ガス ,  バイオマス ,  *脂肪族アルコール ,  マンガン化合物 ,  遷移金属触媒 ,  *一酸化炭素 ,  反応速度論 ,  二元触媒 ,  接触還元 ,  密度汎関数法 ,  モンテカルロ法 ,  *水素化 ,  助触媒 ,  計算 ,  ロジウム合金 ,  マンガン含有合金 ,  シミュレーションモデル ,  選択性 ,  ターンオーバー数 ,  脂肪族アルデヒド ,  脂肪酸 ,  *二酸化ケイ素 ,  薬物
準シソーラス用語： *シリカ ,  マンガン触媒 ,  第一原理計算 ,  反応モデル

分類 (2件)： 貴金属触媒  (CB06122I) ,  ガス化,ガス化プラント  (YE02040Q)

物質索引 (4件)： アセトアルデヒド ,  エタノール ,  メタノール ,  酢酸

タイトルに関連する用語 (8件)： SiO2 ,  触媒 ,  合成ガス ,  エタノール ,  実験 ,  理論 ,  モデル化 ,  研究