(57)【要約】【課題】コスト高にならず、高温下でもメタン化反応が進行し難く、かつ、酸化・還元を繰り返しても劣化し難い水性ガスシフト反応用触媒を提供する。【解決手段】水性ガスシフト反応用触媒を、多孔質担体と、該多孔質担体に担持され、白金を含む触媒成分と、該多孔質担体に担持され、銅、銀、亜鉛、カドミウム、水銀から選ばれる一種以上からなる助触媒成分と、から構成する。助触媒成分に、Ｈ２分子が吸着安定化しない元素を含むため、水性ガスシフト反応における副反応のメタン化反応が抑制され、得られる水素量が多い。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質担体と、
該多孔質担体に担持され、白金を含む触媒成分と、
該多孔質担体に担持され、銅、銀、亜鉛、カドミウム、水銀から選ばれる一種以上からなる助触媒成分と、
からなる水性ガスシフト反応用触媒。
【請求項２】
前記多孔質担体は、酸化ジルコニウムを含む請求項１に記載の水性ガスシフト反応用触媒。
【請求項３】
前記助触媒成分は、銅、銀、亜鉛のいずれか一種を含む請求項１に記載の水性ガスシフト反応用触媒。
【請求項４】
前記助触媒成分は、当該水性ガスシフト反応用触媒の全重量を１００ｗｔ％とした場合の０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下の割合で含まれる請求項１に記載の水性ガスシフト反応用触媒。
【請求項５】
前記触媒成分は、当該水性ガスシフト反応用触媒の全重量を１００ｗｔ％とした場合の０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下の割合で含まれる請求項１に記載の水性ガスシフト反応用触媒。
【請求項６】
比表面積が２０ｍ２／ｇ以上３００ｍ２／ｇ以下である請求項１に記載の水性ガスシフト反応用触媒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性ガスシフト反応を進行させるために用いられる触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素濃度の低下や、水素の製造、また、メタノールの合成原料や鋼材の浸炭処理雰囲気ガス等となる混合ガス中のＨ２／ＣＯ比の調整等を目的として、一酸化炭素と水蒸気とを含む混合ガスを触媒下で反応させる水性ガスシフト反応が用いられている。また、環境に優しく高効率であるとして期待される燃料電池においても、水性ガスシフト反応の必要性は高い。すなわち、燃料電池において、炭化水素系の燃料を改質した水素リッチガスを燃料ガスとして使用する場合、水素リッチガス中に含まれる一酸化炭素は電極を被毒する。そのため、水性ガスシフト反応により、水素リッチガス中の一酸化炭素の濃度をできるだけ低減させる必要がある。
【０００３】
水性ガスシフト反応は、ＣＯシフト反応またはＣＯ変成反応ともいわれ、式ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２で表される反応である。上記反応を進行させるためには触媒が必要となる。現在、高温下において水性ガスシフト反応を進行させるための触媒として、Ｆｅ−Ｃｒ系触媒が市販されている。また、白金等の貴金属を担体に担持させた触媒が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。さらに、金と白金とを担体に担持させた触媒が検討されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４７１６６号公報
【非特許文献１】
桜井宏昭、他３名，「金／酸化チタン，金／酸化セリウム系触媒による低温水性ガスシフト触媒」，「触媒」，２００２年、ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．６，ｐ．４１６−４１８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｆｅ−Ｃｒ系触媒は、酸化・還元を繰り返すことにより劣化し易い。Ｆｅ−Ｃｒ系触媒は、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）等の酸化・還元され易い成分を、触媒表面だけでなく触媒内部にも含む。そして、触媒全体におけるＦｅ、Ｃｒの含有割合は比較的高い。これらの酸化・還元され易い成分は、水性ガスシフト反応の休止時には、空気中の酸素により酸化状態となり、水性ガスシフト反応の定常時には、還元状態となる。水性ガスシフト反応の開始時に、反応ガス中の水素や一酸化炭素が、それまで酸化状態にあった上記成分に接触すると、一時的に燃焼する。その結果、触媒は発熱する。すなわち、Ｆｅ−Ｃｒ系触媒には、酸化・還元され易い成分が比較的多く含まれるため、酸化・還元の際に発生する熱量が大きい。よって、Ｆｅ−Ｃｒ系触媒は、酸化・還元を繰り返すことにより劣化し易いと考えられる。
【０００６】
また、特許文献１に開示された白金を担体に担持させた触媒では、高温下において副反応のメタン化反応（ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ）が進行し易く、水素が消費される。そのため、得られる水素量が減少するという問題がある。一方、非特許文献１に開示された金と白金とを担体に担持させた触媒では、高価な金を使用する分だけ、コスト高になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、コスト高にならず、高温下でもメタン化反応が進行し難く、かつ、酸化・還元を繰り返しても劣化し難い水性ガスシフト反応用触媒を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
水性ガスシフト反応における副反応のメタン化反応には、Ｈ２（水素）の吸着と、それに続くＨ２の解離吸着の素過程が含まれる。そのため、本発明者は、触媒におけるＨ２吸着能およびＨ２解離吸着能を低減すれば、メタン化反応を抑制することができると考えた。Ｈ２の吸着し易さは、元素の種類により異なることが知られている。例えば、元素の周期表（ＩＵＰＡＣ（１９８９））において、１０族（Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ）から左（１族方向）に位置する元素は、Ｈ２を吸着し易い傾向がある。一方、１１族（Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ）から右（１８族方向）の元素は、Ｈ２を吸着し難い傾向がある。（「Ｃ１ケミストリー」、触媒学会編、講談社サイエンティフィク、１９８４年、ｐ．１１参照。）。これより、本発明者は、Ｈ２を吸着し難い元素を触媒に含ませることで、触媒におけるＨ２吸着能およびＨ２解離吸着能を低減することができると考えた。
【０００９】
すなわち、本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、多孔質担体と、該多孔質担体に担持され、白金を含む触媒成分と、該多孔質担体に担持され、銅、銀、亜鉛、カドミウム、水銀から選ばれる一種以上からなる助触媒成分と、からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、触媒成分と助触媒成分とが担体に担持された構造を有する。助触媒成分は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、水銀（Ｈｇ）から選ばれる一種以上からなる。助触媒成分を構成する元素は、上記元素の周期表において１１族、１２族に属する。つまり、助触媒成分を構成する元素は、Ｈ２を吸着し難い。以下、Ｐｔ（白金）原子とＣｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ原子におけるＨ２吸着能の相違について考える。
【００１１】
上述したように、１０族から左に位置する遷移金属元素は、Ｈ２を吸着し易い。こうした元素に対してＨ２が吸着する際、Ｈ２の結合性軌道にある電子が遷移金属元素のｄ軌道に流入し、電子が非局在化する。これにより、Ｈ２分子は吸着安定化する。しかし、このような軌道相互作用において、Ｈ２の結合性軌道と同じ対称性を有する遷移金属元素のｓ軌道に電子がある場合には、両軌道にある電子どうしが反発するため、Ｈ２の結合性軌道にある電子は遷移金属元素のｄ軌道に流入し難くなる。
【００１２】
Ｐｔ原子の基底状態における電子配置はｄ９ｓ１であるが、ｓ軌道とｄ軌道との混成が寄与することにより、実際のｓ軌道にはホールが生じる。このため、Ｈ２の結合性軌道にある電子と遷移金属元素のｓ軌道にある電子との反発は緩和され、Ｐｔに対してＨ２は吸着すると考えられる。
【００１３】
一方、ＣｕやＡｇ原子の基底状態における電子配置はｄ１０ｓ１であるが、ｓ軌道とｄ軌道との混成があるとしても、ｓ軌道には電子が残る。このため、Ｈ２の結合性軌道にある電子と遷移金属元素のｓ軌道にある電子との反発は免れず、Ｃｕ、Ａｇに対してＨ２は吸着し難いと考えられる。他方、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ原子の基底状態における電子配置はｄ１０ｓ２であり、ｓ軌道に残る電子はさらに多くなる。このため、電子反発もより大きくなり、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ原子に対してＨ２はより吸着し難いと考えられる。
【００１４】
本発明の触媒は、助触媒成分として、Ｈ２分子が吸着安定化しない元素を含む。そのため、Ｈ２吸着能およびＨ２解離吸着能が低い。したがって、本発明の触媒によれば、副反応のメタン化反応が抑制され、メタン化反応による水素の消費が抑制されるため、得られる水素量は多い。また、助触媒成分として用いる元素は、比較的安価である。よって、本発明の触媒はコスト高とならない。さらに、本発明の触媒は、酸化・還元され易い成分が比較的少なく、酸化・還元の際に発生する熱量は小さい。そのため、酸化・還元を繰り返しても劣化し難い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の水性ガスシフト反応用触媒について詳しく説明する。なお、本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、下記の実施形態に限定されるものではない。本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【００１６】
上述したように、本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、多孔質担体と、触媒成分と、助触媒成分とからなる。一方、本発明の触媒上における水性ガスシフト反応は、Ｈ２Ｏ＋σ→Ｈ２＋Ｏ＊・σで表されるＨ２Ｏ活性化の素過程と、ＣＯ＋Ｏ＊・σ→ＣＯ２・σで表されるＣＯ酸化の素過程とが、逐次的に繰り返されて進行する。ここで、σは多孔質担体上の酸素格子欠陥サイトを、Ｏ＊は活性酸素種を示す。こうしたことから、多孔質担体には、前者のＨ２Ｏ活性化の素過程が進行するような酸素格子欠陥を有する酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を用いればよい。また、上記単一酸化物の他、ＺｒＯ２−ＣｅＯ２、ＣｅＯ２−ＴｉＯ２、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２、ＺｒＯ２−ＣｅＯ２−ＴｉＯ２の複合酸化物を用いてもよい。さらに、上記単一酸化物、複合酸化物の酸素格子欠陥の割合をより高める目的で、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、酸化ガドリウム（Ｇｄ２Ｏ３）等が添加されたものを用いてもよい。特に、高温下においても焼結し難く、適度な比表面積が維持されるという観点から、酸化ジルコニウムを主成分とする多孔質担体が好適である。
【００１７】
触媒成分は、白金を含む。つまり、触媒成分は、白金のみでもよく、また、白金以外に他の金属元素を含んでいてもよい。他の金属元素としては、例えば、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスニウム、イリジウム等が挙げられる。
【００１８】
本発明の触媒全体における触媒成分の含有割合は、特に限定されるものではない。水性ガスシフト反応をより効率良く促進させるという観点から、触媒成分の含有割合は、本触媒全重量を１００ｗｔ％とした場合の０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とすることが望ましい。触媒全体における触媒成分の含有割合が０．１ｗｔ％未満であると、反応サイトが少なくなるため、水性ガスシフト反応が進行し難くなる。特に、０．５ｗｔ％以上とすると好適である。反対に、１０ｗｔ％を超えると、担体に担持されない触媒成分の割合が増加して効果的ではない。特に、５ｗｔ％以下とするとより好適である。
【００１９】
助触媒成分は、銅、銀、亜鉛、カドミウム、水銀から選ばれる一種以上からなる。つまり、触媒成分は、上記元素のいずれか一種でもよく、また、二種以上を含んでいてもよい。環境および人体への影響を考慮した場合には、助触媒成分として、銅、銀、亜鉛のいずれか一種を含む態様が望ましい。特に、触媒活性を高くするという観点から、銅および亜鉛の少なくとも一方を含む態様が望ましい。
【００２０】
本発明の触媒全体における助触媒成分の含有割合は、特に限定されるものではない。メタン化反応を効果的に抑制するという観点から、助触媒成分の含有割合は、本触媒全重量を１００ｗｔ％とした場合の０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とすることが望ましい。助触媒成分の含有割合が０．１ｗｔ％未満の場合には、上記好適な範囲のものと比較して、助触媒としての作用が充分発揮されない。０．５ｗｔ％以上とすると好適である。反対に、助触媒成分の含有割合が１０ｗｔ％を超えると、上記好適な範囲のものと比較して、助触媒としてよりも、むしろ触媒毒として作用してしまう。５ｗｔ％以下とすると好適である。
【００２１】
本発明の触媒は、触媒成分からなる粒子と助触媒成分からなる粒子とが、各々多孔質担体に担持された態様で実施することができる。また、各々の成分が複合した粒子、あるいは各々の成分を含む合金粒子が、多孔質担体に担持された態様で実施することができる。
【００２２】
通常、触媒の比表面積が大きいほど、触媒活性は向上する。本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、その比表面積が特に限定されるものではない。但し、触媒活性をより向上させるという観点から、比表面積を２０ｍ２／ｇ以上３００ｍ２／ｇ以下とすることが望ましい。比表面積が２０ｍ２／ｇ未満の場合には、上記好適な範囲のものと比較して、触媒成分および助触媒成分が高分散に担持されないため、反応サイトが減少し、水性ガスシフト反応が効果的に進行し難くなる。反対に、比表面積が３００ｍ２／ｇを超えると、上記好適な範囲のものと比較して、担体が焼結し易くなり触媒の耐熱性が低下する。なお、本明細書では、比表面積としてＢＥＴ式吸着法により測定した値を採用する。具体的には、測定する触媒をサンプル管に入れ、Ｎ２とＨｅとの混合ガスを流してＮ２を吸着させる。そして、触媒のＮ２吸着量を熱伝導度セルにより検出し、ＢＥＴ理論で仮定するような吸着等温線から触媒の比表面積を算出する方法である。
【００２３】
本発明の水性ガスシフト反応用触媒の製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、以下に示す製造方法によって簡便に製造することができる。ここでは、一例として、酸化ジルコニウムに白金と銅が各々担持された本発明の水性ガスシフト反応用触媒の製造方法を説明する。
【００２４】
まず、白金を含む塩の水溶液と、銅を含む塩の水溶液とを所定量ずつ混合し、混合水溶液を調製する。調製した混合水溶液に、所定量の粉末状の酸化ジルコニウムを分散させ、所定の温度下で攪拌する。ここで、銅を含む塩の種類は、特に限定されるものではなく、硝酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩等の種々のものを使用することができる。特に、焼成時に対アニオンが飛散し易いという理由から、硝酸塩を使用することが望ましい。また、得られる水性ガスシフト反応用触媒における白金の含有割合、および銅の含有割合を目的の割合とするには、白金を含む塩の水溶液、銅を含む塩の仕込量等を適宜調整すればよい。なお、銅以外の助触媒成分を担持させる場合には、担持させる元素を含む塩の水溶液を調製し、該水溶液と白金を含む塩の水溶液とを混合すればよい。次いで、酸化ジルコニウムを分散させた水溶液から水分を蒸発させ、乾固させた後、大気中で焼成する。焼成の条件は、特に限定されるものではなく、例えば、２００〜４００℃にて、１〜５時間程度焼成すればよい。
【００２５】
本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、式ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２で表されるＣＯシフト反応が必要とされる用途に用いられる。例えば、水素の製造、燃料電池における燃料改質ガス中のＣＯ濃度の低減、メタノールの合成原料中あるいは鋼材の浸炭処理雰囲気ガス中のＨ２／ＣＯ比の調整、人体に有害なＣＯの除去等を目的としたＣＯシフト反応における触媒として使用することができる。また、炭化水素系燃料を、水蒸気改質反応、または部分酸化反応、または部分酸化反応を併用した水蒸気改質反応により改質する際に、改質触媒と混合させて使用することもできる。
【００２６】
本発明の水性ガスシフト反応用触媒の使用形態は、特に限定されるものではない。例えば、粉末状にしたものを容器に充填して使用する他、ペレット状やモノリス状に成形して使用してもよい。また、ペレット状の基材やモノリス状の基材にコーティングして使用することもできる。
【００２７】
【実施例】
上記実施の形態に基づいて、種々の水性ガスシフト反応用触媒を製造した。製造した触媒を用い、種々の温度にて水性ガスシフト反応試験を行った。そして、出ガス中のＣＯ濃度、Ｈ２濃度等を測定し、各触媒を評価した。以下、水性ガスシフト反応用触媒の製造、水性ガスシフト反応試験、および触媒の評価について説明する。
【００２８】
〈水性ガスシフト反応用触媒の製造〉
（１）担体として、酸化ジルコニウム（触媒担体用酸化ジルコニウム、第一稀元素化学工業製、比表面積８６ｍ２／ｇ）を用い、触媒成分として白金を用い、助触媒成分の異なる３種類の水性ガスシフト反応用触媒を製造した。助触媒成分には、銅、銀、亜鉛の３種類をそれぞれ単独で用いた。製造した触媒における白金の含有割合は１ｗｔ％、助触媒成分の含有割合は１ｗｔ％とした。
【００２９】
最初に、助触媒成分として銅を用いた水性ガスシフト反応用触媒を製造した。まず、白金の含有割合が４．５３ｗｔ％のジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液６．６２ｇと、硝酸銅３水和物１．１４ｇをイオン交換水３００ｍＬに溶かした硝酸銅水溶液とを混合し、混合水溶液を調製した。調製した混合水溶液に、酸化ジルコニウムの２９．４ｇを分散させ、室温にて攪拌した。次に、酸化ジルコニウムを分散した混合水溶液を８０℃にて蒸発乾固させ、さらに得られた固形分を１１０℃にて乾燥した後、大気中で焼成した。焼成は、３００℃にて３時間行った。焼成後、得られた触媒を加圧成形し、さらに粉砕して０．５〜１ｍｍのペレット状とした。以下、本水性ガスシフト反応用触媒を「Ｐｔ−Ｃｕ／ＺｒＯ２」と表す。
【００３０】
次に、助触媒成分として亜鉛、銀をそれぞれ用いた水性ガスシフト反応用触媒を製造した。銅を助触媒成分とした上記水性ガスシフト反応用触媒の製造において、硝酸銅水溶液を、硝酸亜鉛水溶液、硝酸銀水溶液にそれぞれ変更した以外は、すべて上記製造方法に従って製造した。以下、得られた水性ガスシフト反応用触媒を、それぞれ「Ｐｔ−Ｚｎ／ＺｒＯ２」、「Ｐｔ−Ａｇ／ＺｒＯ２」と表す。製造されたこれら３種類の触媒は、本発明の水性ガスシフト反応用触媒に相当する。
【００３１】
また、比較のため、助触媒成分を含まない水性ガスシフト反応用触媒を製造した。銅を助触媒成分とした上記水性ガスシフト反応用触媒の製造において、硝酸銅水溶液を使用せず、ジニトロジアンミン白金硝酸塩水溶液に酸化ジルコニウムを分散した以外は、すべて上記製造方法に従って製造した。得られた水性ガスシフト反応用触媒を「Ｐｔ／ＺｒＯ２」と表す。
【００３２】
同様に、比較のため、錠剤状の従来のＦｅ−Ｃｒ系触媒（ズードケミー社製「Ｃ１２−４」）を粉砕し、０．５〜１ｍｍのペレット状とした。この触媒を「Ｆｅ−Ｃｒ」と表す。
【００３３】
〈水性ガスシフト反応試験〉
まず、製造した上記各水性ガスシフト反応用触媒の１．０ｇを、内径１４ｍｍの石英製反応管に充填した。次いで、ＣＯ：８ｖｏｌ％、Ｈ２Ｏ：２３ｖｏｌ％、ＣＯ２：９ｖｏｌ％、Ｎ２：３１ｖｏｌ％からなる反応ガスを、流量１０００ｍＬ／ｍｉｎで、種々の温度にて反応管の触媒床に供給し、水性ガスシフト反応を行った。触媒床への入りガス温度は、４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃の５種類とした。入りガス温度が所定の値に到達してから８分後に、触媒床からの出ガスに含まれるＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２の濃度をガスクロマトグラフ法により測定した。
【００３４】
〈触媒の評価〉
ＣＯ転化率（％）を、式［ＣＯ転化率（％）＝｛（入りガスＣＯ濃度−出ガスＣＯ濃度）／入りガスＣＯ濃度｝×１００］により算出した。ＣＯ２生成率（％）を、式［ＣＯ２生成率（％）＝｛（出ガスＣＯ２濃度−入りガスＣＯ２濃度）／入りガスＣＯ濃度｝×１００］により算出した。ＣＨ４生成率（％）を、式［ＣＨ４生成率（％）＝（出ガスＣＨ４濃度／入りガスＣＯ濃度）×１００］により算出した。
【００３５】
各触媒におけるＣＯ転化率、ＣＯ２生成率、ＣＨ４生成率、Ｈ２濃度と、反応温度との関係を、それぞれ図１〜図４に示す。各図では、比較例となるＰｔ／ＺｒＯ２、Ｆｅ−Ｃｒについても示す。
【００３６】
図１に示すように、助触媒成分を含む三種類の触媒を用いた場合には、助触媒成分を含まないＰｔ／ＺｒＯ２を用いた場合と比較して、低温下で若干ＣＯ転化率が低くなった。これは、低温下では、助触媒成分が助触媒としてよりもむしろ触媒毒として作用したためと考えられる。なお、高温下では、助触媒成分の有無によらず、ＣＯ転化率は同程度となった。
【００３７】
一方、図３に示すように、助触媒成分を含む三種類の触媒、およびＦｅ−Ｃｒを用いた場合、温度によらずＣＨ４は生成しなかった。これより、助触媒成分を含む本発明の触媒を用いると、メタン化反応が効果的に抑制されることがわかる。これに対して、助触媒成分を含まないＰｔ／ＺｒＯ２を用いた場合には、ＣＨ４が生成した。ＣＨ４の生成は、特に、４５０℃以上で大きい。これより、Ｐｔ／ＺｒＯ２を用いた場合には、副反応であるメタン化反応が進行することがわかる。
【００３８】
このことは、図４において、Ｐｔ／ＺｒＯ２を用いた場合に、水素濃度が４５０℃以上で低下することに対応する。つまり、メタン化反応により水素が消費されるため、Ｐｔ／ＺｒＯ２を用いた場合には、得られる水素量が少なくなる。一方、図４に示すように、助触媒成分を含む三種類の触媒を用いた場合には、高温下であってもＨ２濃度の低下は少なく、得られる水素量は少なくならなかった。この時の水素量は、Ｆｅ−Ｃｒを用いた場合と同程度に多い。なお、銀を助触媒成分として用いたＰｔ−Ａｇ／ＺｒＯ２では、低温下で若干水素濃度が低くなった。これは、上述したように、銀が助触媒としてよりもむしろ触媒毒として作用したためと考えられる。
【００３９】
以上より、所定の助触媒成分を含む本発明の触媒によれば、高温下であっても、メタン化反応が抑制され、水素の生成量が減少し難いことが確認できた。特に、助触媒成分に銅また亜鉛を含む場合には、水素の生成量が減少し難いことに加え、ＣＯ転化率も高いことがわかった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の水性ガスシフト反応用触媒は、多孔質担体に、触媒成分と助触媒成分とが担持されてなる。本発明の触媒は、助触媒成分として、Ｈ２分子が吸着安定化しない元素を含む。そのため、本発明の触媒は、Ｈ２吸着能およびＨ２解離吸着能が低い。したがって、本発明の触媒によれば、水性ガスシフト反応における副反応のメタン化反応が抑制され、得られる水素量が増加する。また、助触媒成分として用いる元素は、比較的安価である。よって、本発明の触媒はコスト高とならない。さらに、本発明の触媒は、酸化・還元され易い成分が比較的少なく、酸化・還元の際に発生する熱量は小さい。そのため、酸化・還元を繰り返しても劣化し難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】各触媒におけるＣＯ転化率と反応温度との関係を示す。
【図２】各触媒におけるＣＯ２生成率と反応温度との関係を示す。
【図３】各触媒におけるＣＨ４生成率と反応温度との関係を示す。
【図４】各触媒におけるＨ２濃度と反応温度との関係を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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