Cu-ZnO系触媒の表面状態とメタノール合成活性

抄録

Cu-ZnO系触媒は, メタノール合成反応に対しCuとZnO間に強い協働効果を示す。その原因に関してはいまだ不明な点が多い。本解説ではCu-ZnO系触媒表面に関する研究を中心に紹介し, CuとZnOの組合せにより生成する銅種とその化学的, 物理的性質について述べ, 協働効果との関連について触れた。CuO-ZnO系ではZnO に固溶したCu²⁺, アモルファス銅酸化物, CuOが存在することがXPSにより示された。活性化後, Cu⁺の触媒表面での安定化の他, 二次元金属銅種, 銅金属微粒子の生成, およびCu⁺/ZnOからの電子移動による金属銅種の電子密度の上昇がXPS, AESに基づいて示唆された。二次元金属銅種は酸素との反応性が高い。また, 水素気流中150℃以上では金属微粒子へと相転移する。Cu-ZnO間の相互作用は触媒調製法に強く依存する。メタノール合成活性サイトを構成する銅種がCu⁺かC_U⁰かに関してはいまだ明確になっていない。CO₂の添加効果を含め最近の説を簡単に紹介した。