奨励賞(ジャパンエナジー賞)
拡散反射FT-IRおよびXAFS用高圧セルの開発とそれを用いた触媒表面のin-situ 観察
小泉 直人殿(東北大学大学院工学研究科)
小泉氏は,拡散反射FT-IRおよびXAFS分光法を水素化脱硫の反応雰囲気下で用いることに成功し,水素化脱硫触媒の反応機構や活性点構造の解明と新規な触媒研究に関して優れた業績を挙げてきた。
石油精製における水素化脱硫工程は,環境負荷低減に必須である輸送用燃料の超低硫黄化を実現する上で極めて重要な技術である。小泉氏は,in-situ 観察が可能な拡散反射FT-IRおよびXAFS分光法を用いて,石油系燃料油の水素化脱硫触媒を高温高圧かつ副生する硫化水素が共存する雰囲気下でin-situ 観察するための高圧セルを独自に開発し,本手法を駆使してさまざまな触媒表面上の活性種を観測することに成功した。
Co-Mo/Al2O3やNi-W/Al2O3触媒の調製時に活性金属に作用するキレート剤を用いることで,脱硫活性点であるCo-Mo-S相やNi-W-S相が効果的に形成されることを明らかにした。さらに,触媒の活性劣化の機構解明にも本手法を活用し,Co-Mo系触媒上にV硫化物が堆積するとCoとVが置換して活性劣化が進行する可能性があることを見出している。
また,キレート剤を用いた場合に,Co-Mo-S相が効果的に形成されることでオレフィン水素化活性が抑制されることを見出している。ガソリン留分の水素化脱硫では,脱硫活性を維持しつつオクタン価を低下させるオレフィン水素化を抑制する脱硫選択性が重要となるが,この成果はガソリン脱硫技術の向上に大きく貢献するものである。
さらに,本手法をFischer-Tropsch合成触媒にも適用し,添加元素の触媒特性への影響などを詳細に解明している。これらの成果はエネルギー多様化技術として重要なGTL(gas-to-liquid)技術の発展にも貢献しうるものである。
以上の研究成果は,エネルギー分野の研究開発に多大に寄与するものであり,本会表彰規程第12条に該当するものと認められる。
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