低含有量ニッケル含浸アルミナ触媒の反応性に及ぼ
す担体アルミナのニッケルイオン吸着容量の影響
著者
上村 芳三, 幡手 泰雄, 碇 醇
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
28
ページ
179-183
別言語のタイトル
Effects on Nickel(II) ion adsorption capacity
of Alumina on reactivity of Nickel impregnated
Alumina catalysts with low Nickel contents
低含有量ニッケル含浸アルミナ触媒の反応性に及ぼ
す担体アルミナのニッケルイオン吸着容量の影響
著者
上村 芳三, 幡手 泰雄, 碇 醇
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
28
ページ
179-183
別言語のタイトル
Effects on Nickel(II) ion adsorption capacity
of Alumina on reactivity of Nickel impregnated
Alumina catalysts with low Nickel contents
低含有量ニッケル含浸アルミナ触媒の反応'性に及ぼす
担体アルミナのニッケルイオン吸着容量の影響
上 村 芳 三 ， 幡 手 泰 雄 ， 碇
（受理昭和61年５月31日）醇
ＥＦＦＥＣＴＳＯＦＮＩＣＫＥＬ(Ⅱ）ＩＯＮＡＤＳＯＲＰＴＩＯＮＣＡＰＡＣＩＴＹＯＦ ＡＬＵＭＩＮＡＯＮＲＥＡＣＴＩＶＩＴＹＯＦＮＩＣＫＥＬＩＭＰＲＥＧＮＡＴＥＤＡＬＵＭＩＮＡ ＣＡＴＡＬＹＳＴＳＷＩＴＨＬＯＷＮＩＣＫＥＬＣＯＮＴＥＮＴＳ ＹｏｓｈｉｍｉｔｓｕＵＥＭＵＲＡ,ＹａｓｕｏＨＡＴＡＴＥａｎｄＡｔｓｕｓｈｉｌＫＡＲＩ Thephysicalpropertiesandbenzenehydrogenationrateofnickelimpregnatedaluminacatalysts， preparedbyusingnickel(II)ionadsorptivealumina,werecomparedwiththoseofcatalystsusingnick-el(Ⅱ)ionnonadsorptivealumina・Thereactionrateofbenzenehydrogenationwasproportionaltothe nickelsurfaceareaofthecatalystsbeingindependentofnickel(II)ionadsorptioncapacityofaluminas used． 緒 巨 ニッケル含浸アルミナ触媒においては，金属ニッケ ルの前駆体であるニッケル（Ⅱ）イオンとアルミナとの 間に，調製の各課程から最終的に得られる触媒におい てまで強い相互作用1.2.3.4.5)が存在することが知られ ているが，その作用機構は未だ完全に解明されたとは 言い難い。 前報6)においては，ニッケル（Ⅱ）イオン非吸着性ア ルミナ（触媒学会参照触媒ＪＲＣ−ＡＬＯ−ｌ）を原料と して調製したニッケル/アルミナ触媒の物性及び反応 性を検討し，調製条件と触媒特性との因果関係を明ら かにした。そこで，本研究においては，ニッケルーア ルミナ間相互作用が異なることが予想されるニッケル (Ⅱ）イオン吸着性アルミナ（触媒学会参照触媒ＪＲＣ− ＡＬＯ−３）を用いて調製したニッケル/アルミナ触媒 の物‘性及び触媒能を検討し，ニッケルーアルミナ間相 互作用に関するより一般的な議論を試みた。 １ ． 実 験 １ ． １ 触 媒 調 製 担体としてＪＲＣ−ＡＬＯ−３を用い，含浸法によって ニッケル/アルミナ触媒を調製した。調製手順及び条 件を前報6)における触媒（Ｐｌ−Ｐ７，ＳＲ及びＳＳ） も含めて図ｌにまとめて示した。ＪＲＣ−ＡＬＯ−３の主 要な物性を比較のためＪＲＣ−ＡＬＯ−ｌと併せて表ｌに 示した。表ｌからわかるように，ＪＲＣ−ＡＬＯ−ｌはニッ ケル（Ⅱ）イオンを吸着せず，ＪＲＣ−ＡＬＯ−３は飽和吸 着量0.194mol/kｇ迄ニッケル（Ⅱ）イオンを吸着する。 また，ニッケル（Ⅱ）イオン吸着特性以外の物性は， ＪＲＣ−ＡＬＯ−ｌとＪＲＣ−ＡＬＯ−３との間で大きな差は 無く，両担体を使用して調製した触媒を比較すること によりニッケル（Ⅱ）イオン吸着特性の影響を明瞭に認 識することができる。今回新たに調製した触媒ＳＲ３ 及びＳＳ３は，担体としてＪＲＣ−ＡＬＯ−３を使用し， 初期含浸液濃度が異なる（図ｌ）以外はＳＲ及びＳＳ と同様の条件を適用した。180 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 ２ ８ 号 （ 1 9 8 6 ）
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１ ︹一ｍ・一︲話Ｕ︲ｇ・一○Ｅ］す○一×一﹂ １８２ Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ − Ｄ３２＝surfacemeandiameterofnickelparticlelnmlP
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Ｆｉｇ．２Benzenehydrogenationrateasafunction oftotalnickelcontent． ニッケル（Ⅱ）イオン吸着性アルミナを担体として調 製したニッケル含浸アルミナ触媒の物性及びベンゼン 水素化反応速度の測定を行った。それらの結果をニッ ケル（Ⅱ）イオン非吸着性アルミナを用いた触媒に関す る結果と比較することにより，ベンゼン水素化反応速 度は，担体アルミナのニッケル（Ⅱ）イオン吸着能の有 無に依らず，ニッケル表面積に正比例するという知見 を得た。 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 ２ ８ 号 （ 1 9 8 6 ）○△▽□◇
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Ｆｉｇ．３Benzenehydrogenationrateasafunction ofnickelsurfacearea． ニッケル/アルミナ触媒によるベンゼン水素化反応 の 測 定 結 果 を 図 ２ に プ ロ ッ ト し た 。 触 媒 Ｓ Ｓ ３ 及 び ＳＲ３による結果が上に突出している。しかしながら， 横 軸 を 触 媒 重 量 あ た り の ニ ッ ケ ル 表 面 積 と し て 反 応 速 度をプロットすると，図３に示すようにすべてのデー タ は 近 似 的 に 原 点 を 通 る 一 本 の 直 線 で 代 表 さ れ て い る こ と が わ か る 。 ニ ッ ケ ル （ Ⅱ ） イ オ ン 非 吸 着 性 担 体 （ＪＲＣ−ＡＬＯ−ｌ）を用いた触媒についての以前の研 究6)においても，このような関係が成立することを報 告した。今回，新たにニッケル（Ⅱ）イオン吸着性担体 （ＪＲＣ−ＡＬＯ−３）を用いて調製した触媒に関する結 果 を 加 え て も ， 反 応 速 度 と ニ ッ ケ ル 表 面 積 の 問 に は 同 様の比例関係のあることが明らかにされた。 結 巨Literaturecited l）Peri,』.Ｂ､,Ｊ:Ｃａｔα/､,８６，８４（1984)． 2)Zielinski,』.,Ｊ;Ｃａｔα/､,７６，１５７(1982)． 3）Burggraf，Ｌ、Ｗ・ａｎｄＤ．Ｅ，Leyden，』ＣａＭ.，７８， ３６０(1982)． 4）Gimzewski,』．Ｋ､,Ｂ､Ｄ,PadaliaandS・Affrossman， 』Ｃａjα/,,５５，２５０（1978)． 5)Ｗｕ,Ｍ・ａｎｄＤ.Ｍ､HerCules,Ｊ:Ｐﾉiys.Ｃﾉiem.,８３(15)， ２００３(1979)． 6）Uemura,Ｙ,,Ｙ､ＨａｔａｔｅａｎｄＡ､ＩｋａｒＭＪａｐα〃Ｐａｒo/、 Ｉｎｓｔ.,２９(2),１４３(1986)． 7）Data-JRC-0001，Hattori，Ｔ､，Ｓﾉto肋6α』（Ｃａｔα/ys"， ２２(2),１１５(1980)． 8)Data-JRC-0002,Mukaida,Ｋ､,Ｓﾉbo伽6αi(Caiajysiﾉ， ２２(2),１１６(1980)． ＝volumemeandiameterofnickelpartｉｃｌｅｌｎｍｌ ＝adsorptionequilibriumconstantofLangmuir isotherm ｛l/moll ＝saturationadsorptionamountofLangmuir isotherm Imol/kgl ＝partialpressureofbenzene lkPal ＝partialpressureofhydrogen lkPal ＝distancefromcenterofcatalystparticle Iml ＝hydrogenationrateofbenzene(lststep）
