ロジウム系触媒を用いた二酸化炭素の接触水素化によるエタノールの合成 （第１報） シリカ担持ロジウム系触媒を用いた二酸化炭素の接触水素化によるエタノールの合成に対する添加物の効果

Abstract

シリカ担持ロジウム(Rh/SiO2)系触媒を用い,二酸化炭素(CO2)の接触水素化によるエタノール(EtOH)の合成を検討した.Rh単味触媒ではEtOHは生成せず,主生成物はメタン(CH4)であった.反応の活性や生成物の選択性に及ぼす触媒添加物の効果を約30種類の酸化物系添加物や金属系添加物を用いて検討した.添加物によりCO2転化活性が著しく増大したり,生成物選択率がCH4から一酸化炭素(CO),メタノール(MeOH),EtOHへと大きく変化する事が明らかとなった.リチウム(Li)塩はCO2転化率の向上とEtOH選択率の向上に著しい効果があり,Rh/SiO2触媒を用いたCO2からのEtOH合成に最も好ましい添加物であることが明らかになった.Rh-Li/SiO2触媒を用い,EtOH合成に与える反応条件の影響について検討した.その結果, 5MPa,240℃, 100ml/min, H2/CO2=3の反応条件下でCO2転化率7.0%,EtOH選択率15.5%を得ることができた.EtOH合成の反応機構を高温高圧 in situ FT-IR 法で検討した.その結果,反応はCO中間体経由で進行することが示唆された.LiはRhの電子状態を変化させる役割をもつものと考えられる.