³⁵Sトレーサー法を用いた高表面積チタニア担持モリブデン系水素化脱硫触媒上における硫黄挙動の解析

抄録

pHスイング法で調製した高表面積で機械的挙動特性の優れたTiO₂担体（134 m²·g⁻¹）の上に含浸法によりMoを担持させて調製した触媒を用いて，Mo/TiO₂触媒のジベンゾチオフェン（DBT）の水素化脱硫活性に及ぼすMo担持量の影響を検討した。その結果，16 wt％Moまで活性が直線的に向上するが，Mo担持量をさらに増やすと活性が若干低下することが分かった。さらに，³⁵Sアイソトープトレーサー法（すなわち[³⁵S]DBTの水素化脱硫反応）により，硫化したMo/TiO₂触媒上における硫黄の挙動を解析した。同じ温度においてはMo担持量によらずH₂Sの放出速度定数（k_RE）はほぼ同様な値を示したのに対し，Mo担持量の増加とともに移動可能な硫黄の量（S₀）は16 wt％Moまで直線的に増加することが分かった。
また，高表面積チタニア担持触媒上のMoの最適分散度（5.2 atom/nm²）は低表面積（70 m²·g⁻¹）チタニア担体上にMoを担持したときの最適分散度（4.2 atom/nm²）より高い値を示すことが分かった。さらに，k_REおよびS₀の値はMoS₂/TiO₂触媒の活性相がTiMoS相であり，CoMoS相と同種の活性向上効果をもたらすことを示唆した（Ti原子によるMoS₂活性相の活性向上）。