徳島大学 教育・研究者情報データベース(EDB)

Education and Research Database (EDB), Tokushima University

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著作: [杉山 茂]/三宅 未珂/吉田 瑞穂/中尾 友紀/[霜田 直宏]/[加藤 雅裕]/Effect of Cerium Addition to Bismuth-molybdenum Complex Oxide Catalyst for Partial Oxidation of Propylene to Acrolein/[Journal of the Japan Petroleum Institute]

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EID
365722
EOID
990581
Map
0
LastModified
2020年9月1日(火) 17:44:58
Operator
杉山 茂
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TRUE
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0
Owner
杉山 茂
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種別 必須 学術論文(審査論文)
言語 必須 英語
招待 推奨
審査 推奨 Peer Review
カテゴリ 推奨 研究
共著種別 推奨 学内共著(徳島大学内研究者との共同研究 (学外研究者を含まない))
学究種別 推奨
組織 推奨
  1. 徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.応用化学系.化学プロセス工学分野(2017年4月1日〜)
  2. 徳島大学.先端技術科学教育部.物質生命システム工学専攻.化学機能創生コース.化学プロセス工学講座(2012年4月1日〜)
  3. 徳島大学.創成科学研究科.理工学専攻(2020年4月1日〜)
著者 必須
  1. 杉山 茂([徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.応用化学系.化学プロセス工学分野]/[徳島大学.理工学部.理工学科.応用化学システムコース.化学プロセス工学講座])
    役割 任意
    貢献度 任意
    学籍番号 推奨
  2. (英) Miyake Mika / (日) 三宅 未珂 / (読) みやけ みか
    役割 任意
    貢献度 任意
    学籍番号 推奨 ****
  3. (英) Yoshida Mizuho / (日) 吉田 瑞穂 / (読) よしだ みずほ
    役割 任意
    貢献度 任意
    学籍番号 推奨 ****
  4. (英) Nakao Yuki / (日) 中尾 友紀 / (読) なかお ゆき
    役割 任意
    貢献度 任意
    学籍番号 推奨 ****
  5. 霜田 直宏([徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.応用化学系.化学プロセス工学分野]/徳島大学.理工学部.理工学科.応用化学システムコース.化学プロセス工学講座/徳島大学.工学部.化学応用工学科.化学プロセス工学講座/徳島大学.先端技術科学教育部.物質生命システム工学専攻.化学機能創生コース.化学プロセス工学講座)
    役割 任意
    貢献度 任意
    学籍番号 推奨
  6. 加藤 雅裕([徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.応用化学系.化学プロセス工学分野]/[徳島大学.理工学部.理工学科.応用化学システムコース.化学プロセス工学講座])
    役割 任意
    貢献度 任意
    学籍番号 推奨
題名 必須

(英) Effect of Cerium Addition to Bismuth-molybdenum Complex Oxide Catalyst for Partial Oxidation of Propylene to Acrolein

副題 任意
要約 任意

(英) Ce addition to a Bi-Mo complex oxide catalyst supported on SiO2 was examined for its effect on the partial oxidation of propylene to acrolein. The catalyst consisted of an oxygen-supply phase where the lattice oxygen in Mo-oxide was doped with transition metals such as Fe, Ni and Co and was supported by SiO2 and a catalytic-active phase that involved hydrogen-abstraction from a reactant in the Bi-center of Bi-Mo oxide, which was supported by an oxygen-supply phase. In the present study, Ce was added during the oxygen-supply phase in order to enhance its redox nature. An advanta-geous effect of Ce addition was observed particularly under oxygen-rich conditions in the feed stream. For example, at P(C3H8) = 10.1 kPa and P(O2) = 15.5 kPa at 623 K, the yield of acrolein was slightly enhanced from 57.6% with 0% Ce doping to the catalyst to 65.3% with 20% Ce doping to the catalyst at 6 h on-stream. However, under greater oxy-gen-rich conditions at P(C3H8) = 10.1 kPa and P(O2) = 31.0 kPa at 623 K, the yield of acrolein was enhanced approxi-mately twice from 27.7% with 0% Ce doping of the catalyst to 61.8% with 20% Ce doping of the catalyst at 6 h on-stream. Analysis using XPS for the catalysts previously used for the reaction in the absence of gaseous oxygen con-firmed the unique redox behavior between the catalytic-active phase and the oxygen-supply phase as the lattice oxygen in the catalytic-active phase was replenished from the oxygen-supply phase to maintain its surface properties over the catalytic-active phase. The XPS results and the remarkable effect of Ce addition to the oxygen-supply phase under ox-ygen-rich conditions confirmed the correctness of the concept of the catalyst preparation consisting of an oxy-gen-supply phase and a catalytic-active phase was correct.

(日) SiO2に担持されたBi-Mo複合酸化物触媒へのCe添加の効果を,プロピレンのアクロレインへの部分酸化について検討した.本研究で検討した触媒は2つの相で構成されおり,SiO2に担持されたMo-酸化物にFe, Ni, Coを導入した格子酸素に対する酸素供給相,およびその周りに担持した反応物からの水素引き抜きを行うBiサイトを持つBi-Mo酸化物の触媒活性相の2相である.本研究では,酸素供給相の酸化還元性を高めるために,酸素供給相にCeを添加した. Ce添加による良好な結果は,酸素リッチの原料ガスを用いた際に観測された.例えば,P(C3H8) = 10.1 kPa,P(O2) = 15.5 kPa,T = 623 K,通塔時間6時間において,Ceの添加率が0%から20%に増加させても,アクロレインの収率は,57.6%から65.3%へわずかに増加しただけであった.一方,同条件で,P(O2) = 31.0 kPaとした酸素リッチ条件では,Ceの添加率が0%から20%に増加させると,アクロレインの収率は,27.7%から61.8%へと約2倍増加した.原料ガス中に酸素を加えずに反応を繰り返した後の触媒のXPS分析により,触媒活性相と酸素供給相の間のユニークな酸化還元挙動が確認され,触媒活性相の格子酸素は酸素供給相から補充されて,触媒活性相表面の状態が維持されることが明らかになった.これらのXPSによる結果と,酸素リッチ状態での酸素供給相へのCe添加の触媒活性への顕著な効果に基づいて,酸素供給相と触媒活性相からなる触媒調製方法の概念が正しいことを明らかにした.

キーワード 推奨
  1. (英) Partial oxidation
  2. (英) Propylene
  3. (英) Acrolein
  4. (英) Bismuth-Molybdenum oxide
  5. (英) Cerium doping
発行所 推奨 (英) The Japan Petroleum Institute / (日) 公益社団法人 石油学会
誌名 必須 Journal of the Japan Petroleum Institute(石油学会)
(pISSN: 1346-8804, eISSN: 1349-273X)
ISSN 任意 1346-8804
ISSN: 1346-8804 (pISSN: 1346-8804, eISSN: 1349-273X)
Title: Journal of the Japan Petroleum Institute
Supplier: 公益社団法人 石油学会
Publisher: Japan Petroleum Institute
 (J-STAGE  (Scopus  (CrossRef (Scopus information is found. [need login])
必須 63
必須 5
必須 267 272
都市 任意 東京(Tokyo/[日本国])
年月日 必須 2020年 9月 初日
URL 任意
DOI 任意 10.1627/jpi.63.267    (→Scopusで検索)
PMID 任意
NAID 任意
WOS 任意
Scopus 任意
評価値 任意 ****
被引用数 任意
指導教員 推奨
備考 任意