Pd/Al₂O₃触媒を用いた一酸化炭素の水素化によるジメチルエーテル合成におけるセリアの促進効果

抄録

Pd担持アルミナ触媒によるCOの水素化を行い, セリアの添加効果を主としてMgO担持触媒との比較により検討した。セリアの添加はPd/Al₂O₃の活性を著しく増大させ, 他の担体の場合とは異なり主生成物はジメチルエーテル (DME) であった。DMEとMeOHを合わせた含酸素化合物の収量はどの担体と比較してもアルミナ担体の場合には格段に高いことが認められた。DMEは生成したMeOHが触媒の酸点によって脱水されて生ずると考えられるが, DME収率はアルミナ担体の方が酸性の強いシリカアルミナ担体よりも高く, したがってPd/Al₂O₃は本質的に高いMeOH生成能を有すると思われた。昇温還元実験によりアルミナ上でのセリアは還元を受けるのに対して, MgO上のセリアはほとんど還元されないことがわかり, この結果はXAFS解析によっても確かめられた。また, XAFS解析によりMgO担体の場合にはPdはセリア添加によって還元が抑制されるが, アルミナ担体の場合には部分的に酸化状態は保たれるもののMgOの場合より還元度が高いことがわかった。CO吸着実験, XAFS解析およびTEM観察よりセリアの添加はアルミナ上でのPdの分散度を高めることがわかったが, MgOの場合ほどその効果は著しくはなかった。Pd/CeO₂/Al₂O₃触媒の極めて高い性能はPd-CeO₂-Al₂O₃の適度な強さの相互作用によるものと推定した。