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公開番号2023074002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-26
出願番号2022182563
出願日2022-11-15
発明の名称アンモニア分解触媒
出願人堺化学工業株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類B01J 23/46 20060101AFI20230519BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】 助触媒を担持せずとも低温で高いアンモニア分解活性を発揮するアンモニア分解触媒を提供する。
【解決手段】 TiOx(xは、0.9≦x<2の数を表す。)の組成式で表される亜酸化チタン並びにケイ素及び/又はその酸化物を含む担体上にルテニウム及び/又はその酸化物が担持された構造を有することを特徴とするアンモニア分解触媒。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
TiOx(xは、0.9≦x<2の数を表す。)の組成式で表される亜酸化チタン並びにケイ素及び/又はその酸化物を含む担体上にルテニウム及び/又はその酸化物が担持された構造を有することを特徴とするアンモニア分解触媒。
続きを表示(約 500 文字)【請求項2】
前記アンモニア分解触媒は、ポーリングの電気陰性度がチタンの1.54より低い金属元素の単体及び/又はその化合物が担持された構造を有することを特徴とする請求項1に記載のアンモニア分解触媒。
【請求項3】
前記アンモニア分解触媒は、ルテニウム及び/又はその酸化物の担持量が、前記アンモニア分解触媒全体100重量部に対して、ルテニウム金属元素換算で0.1~30重量部であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアンモニア分解触媒。
【請求項4】
前記ポーリングの電気陰性度がチタンの1.54より低い金属元素の単体及び/又はその化合物の合計の担持量が、前記アンモニア分解触媒全体100重量部に対して、金属元素換算で0.1~50重量部であることを特徴とする請求項2に記載のアンモニア分解触媒。
【請求項5】
前記亜酸化チタンの結晶構造がアナタース型であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアンモニア分解触媒。
【請求項6】
請求項1又は2に記載のアンモニア分解触媒を用いてアンモニアを分解する工程を含む水素の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、アンモニア分解触媒に関する。より詳しくは、水素の製造等に有用なアンモニアの分解触媒に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
アンモニアは、古くから化学肥料等の原料として生産されており、また体積あたりの水素密度が高い特徴から、近年は将来の水素社会実現へ向けた有望な水素キャリアとしても注目されている。アンモニアから水素を取り出す方法として電気分解、接触分解等がある。一般的なアンモニア分解法として用いられる熱触媒接触分解反応は吸熱反応であり、600℃以上の高温で進行することが知られている。
近年、燃料電池への適用を見据え、より低温で高活性を示す触媒開発が盛んに行われている。
【0003】
アンモニア分解触媒の活性金属として、ルテニウム、ニッケル、鉄等が知られている(例えば非特許文献1及び2参照)。中でも、ルテニウム触媒は低温で高活性を示すことが知られており、特許文献1には、アンモニアまたはアンモニア含有ガスを無機質担体にルテニウムを担持させてなる触媒と加熱下に接触させて、該アンモニアを窒素及び水素に分解することを特徴とするアンモニアの分解方法が開示されている。
【0004】
しかし、貴金属であるルテニウムはニッケルや鉄と比較してコストが高いため、ルテニウムの使用量を低減する技術も検討されており、例えば特許文献2には、平均粒径1nm~50nmの超微粒子粉末を所要形状に成形した担体に、ルテニウムおよび促進剤を担持してなることを特徴とするアンモニア分解触媒が開示されている。また、特許文献3には、ルテニウム及び希土類酸化物が、希土類酸化物以外の金属酸化物からなる担体に担持され、前記希土類酸化物の含有量が0.1~30.0質量%である、アンモニア分解触媒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開平8-84910号公報
特開2011-78888号公報
国際公開第2019/188219号
【非特許文献】
【0006】
H ムロヤマ(H Muroyama) 他3名、アプライド カタリシス エイ:ジェネラル(Applied Catalysis A:General),2012年,第433-444巻,p119-124
L ワン(L Wang) 他4名、ケミカル コミュニケーションズ(Chemical Communications),2013年,第49巻,p3787-3789
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述のとおり、従来種々のアンモニア分解触媒が開発されており、ルテニウムの使用量を低減するために助触媒として希土類元素を用いる技術等が検討されている。しかし、希土類元素は高価であって、鉱石の産出国に偏りがあり、コストや安定的な供給の点で問題があった。そのため、助触媒を担持せずとも低温で高いアンモニア分解活性を発揮する触媒が求められていた。
【0008】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、助触媒を担持せずとも低温で高いアンモニア分解活性を発揮するアンモニア分解触媒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、アンモニア分解触媒について種々検討したところ、TiOx(xは、0.9≦x<2の数を表す。)の組成式で表される亜酸化チタン並びにケイ素及び/又はその酸化物を含む担体にルテニウム及び/又はその酸化物を担持させることにより、助触媒を担持せずとも低温で高いアンモニア分解活性を発揮する触媒となることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【0010】
すなわち本発明は、TiOx(xは、0.9≦x<2の数を表す。)の組成式で表される亜酸化チタン並びにケイ素及び/又はその酸化物を含む担体上にルテニウム及び/又はその酸化物が担持された構造を有するアンモニア分解触媒である。
(【0011】以降は省略されています)

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