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公開番号2025152962
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055169
出願日2024-03-29
発明の名称アルコール合成用触媒及びそれを用いたアルコールの製造方法
出願人国立大学法人北海道大学,株式会社アイシン
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B01J 23/847 20060101AFI20251002BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】二酸化炭素をアルコールに変換する触媒を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は一態様においてa)Feと、b)Zn及びCuのうち少なくとも1種と、c)Li,Na,K,Rb,Cs,Mg,Ca,Sr,及びBaからなる群のうち少なくとも2種の元素であって、K及びその他の少なくともいずれか1種、又はCs及びその他の少なくともいずれか1種とを含むアルコール合成用触媒である。本発明は他の態様においてa)Feと、b)Zn及びCuのうち少なくとも1種と、c)K及びCsのうち少なくとも1種と、d)Ga,Y,Nb,Cd,Nd,Tb,Er,Yb,Ta,W及びReからなる群のうち少なくとも1種とを含む、アルコール合成用触媒である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ａ） Feと、
ｂ） Zn及びCuのうち少なくとも１種と、
ｃ） Li,Na,K,Rb,Cs,Mg,Ca,Sr,及びBaからなる群のうち少なくとも２種の元素であって、K及びその他の少なくともいずれか1種、又はCs及びその他の少なくともいずれか1種とを含む触媒活性成分からなる
アルコール合成用触媒。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記アルコール合成用触媒はさらに担体を含む担持触媒であるとともに、前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して
Feを２～３０重量％含み、
前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して２～１５重量％のZn及び２～２５重量のCuのいずれかを含み、
前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して
０．５～１０重量％のLi、
０．５～２．５重量％のNa、
０．５～５重量％のK、
０．５～４重量％のRb、
０．５～５重量％のCs、
０．５～３重量％のMg、
０．５～４重量％のCa
０．５～４重量％のSr、及び
０．５～４重量％のBa、
からなる群のうち少なくとも２種の元素を含む
請求項１記載のアルコール合成用触媒。
【請求項３】
ｄ） Ga,Y,Nb,Cd,Nd,Tb,Er,Yb,Ta,W及びReからなる群のうち少なくとも１種の元素をさらに含む、
請求項１記載のアルコール合成用触媒。
【請求項４】
前記アルコール合成用触媒はさらに担体を含む担持触媒であるとともに、前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して
５～８重量％のGa、
１～１４重量％のY、
０．５～３重量％のNb、
１～２３重量％のCd、
１～６重量％のNd、
０．５～３重量％のTb、
０．５～４重量％のEr、
０．５～２３重量％のYb、
１～７重量％のTa、
１～４重量％のW、及び
０．５～５重量％のRe
からなる群のうち少なくとも１種の元素をさらに含む
請求項３記載のアルコール合成用触媒。
【請求項５】
Ru,Rh,Pd,Ir,Pt及びAuからなる群のうち少なくとも１種の元素をさらに含む、
請求項１～４のうちいずれか一項に記載のアルコール合成用触媒。
【請求項６】
ａ） Feと、
ｂ） Zn及びCuのうち少なくとも１種と、
ｃ） K及びCsのうち少なくとも１種と、
ｄ） Ga,Y,Nb,Cd,Nd,Tb,Er,Yb,Ta,W及びReからなる群のうち少なくとも１種とを含む触媒活性成分からなる
アルコール合成用触媒。
【請求項７】
前記アルコール合成用触媒はさらに担体を含む担持触媒であるとともに、前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して
Feを２～３０重量％含み、
前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して２～１５重量％のZn及び２～２５重量のCuのいずれかを含み、
前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して
０．５～５重量％のK及び０．５～５重量％のCsのいずれかを含み、
前記触媒活性成分と担体との合計重量に対して
５～８重量％のGa、
１～１４重量％のY、
０．５～３重量％のNb、
１～２３重量％のCd、
１～６重量％のNd、
０．５～３重量％のTb、
０．５～４重量％のEr、
０．５～２３重量％のYb、
１～７重量％のTa、
１～４重量％のW、及び
０．５～５重量％のRe
からなる群のうち少なくとも１種の元素を含む
請求項６記載のアルコール合成用触媒。
【請求項８】
Ru,Rh,Pd,Ir,Pt,及びAuからなる群のうち少なくとも１種の元素をさらに含む、
請求項６又は請求項７記載のアルコール合成用触媒。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はアルコール合成用触媒及びそれを用いたアルコールの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策として、二酸化炭素の排出抑制が挙げられる。いくつかの排出抑制策の中で大気中の二酸化炭素を回収し再資源化することにより二酸化炭素を有効活用する方策にも大きな関心が寄せられている。その一つとして、二酸化炭素を炭素源とする二酸化炭素からアルコールへの工業的な変換技術が挙げられる。二酸化炭素からアルコールへの変換には高い活性化エネルギーを要するため、より変換効率の高い触媒の開発が進められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、鉄、銅、亜鉛、及びカリウムを含む触媒で二酸化炭素の水素化反応を行う方法が開示されている。またこれらの金属に加えてさらにコバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金から選ばれた周期律表第VIII族元素を含む触媒も開示されている。
【０００４】
特許文献２には、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、及びアルカリ土類金属を含有することを特徴とするアルコール合成用触媒が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、銅と、亜鉛と、鉄、ニッケル、又はコバルトから選択される１つ以上の第１の元素と、アルミニウムと、酸素と、を含むＣＺＡ触媒が開示されている。触媒には任意選択で、Ｖ、ＶＩ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩ、ＩＸ、Ｘ、及びＸＩ族金属（例えば、マンガン、銀、ニオブ、ジルコニウム、モリブデン、ルテニウム、又はパラジウム）から選択される１つ以上の第２の元素が含まれる。また触媒には任意選択で、１つ以上のＩＡ族金属が含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平０９－０８７２１７号公報
特開２０２０－０１１２２８号公報
特表２０２３－５３１７１７号公報
【非特許文献】
【０００７】
Gang Wangら、“Accelerated discovery of multi-elemental reverse water-gas shift catalysts using extrapolative machine learning approach”、［online］，Nature Communications、14、No.5861、2023年、［令和6年1月29日検索］，インターネット＜URL：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41341-3＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は二酸化炭素をアルコールに変換する触媒であって、先行技術において開示された触媒に対する代替的な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】
本発明者等は、
ａ） Feと、
ｂ） Zn及びCuのうち少なくとも１種と、
ｃ） Li,Na,K,Rb,Cs,Mg,Ca,Sr,及びBaからなる群のうち少なくとも２種の元素であって、K及びその他の少なくともいずれか1種、又はCs及びその他の少なくともいずれか1種とを含む触媒活性成分からなるアルコール合成用触媒が、二酸化炭素をアルコールに変換できることを見出した。また、
ａ） Feと、
ｂ） Zn及びCuのうち少なくとも１種と、
ｃ） K及びCsのうち少なくとも１種と、
ｄ） Ga,Y,Nb,Cd,Nd,Tb,Er,Yb,Ta,W及びReからなる群のうち少なくとも１種とを含む触媒活性成分からなるアルコール合成用触媒もまた、二酸化炭素をアルコールに変換できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、二酸化炭素をアルコールに変換する触媒であって、先行技術において開示された触媒に対する代替的な触媒が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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