触媒表面状態の解明

触媒作用中、白金触媒網の表面状態は大幅な変化が生じます。このような変化が生じる原因は、アンモニア酸化反応により局所的に過剰な熱が生じ、そのために白金原子とロジウム原子の移動が増幅されて結晶構造から外れ、温度の低い表面領域に沈着するためです。

プロセスガスが触媒層を通過すると、ガス中のアンモニア含有量が減少し、それに伴ってある程度の熱エッチングが生じます。

欠陥サイト（化学エッチングまたは触媒エッチング）では、特に気体種であるPtO2とRhO2が生成し、いわゆるカリフラワー構造の形成をにより分解します。この種のエピタキシャル凝集は、触媒網表面と温度の低い供給ガスとの間の温度勾配のために生じます。プロセスガスが触媒層を通過すると、ガスの温度が上昇し、温度勾配の大きさが無視できる程度になります。

熱エッチングや化学エッチングは、触媒の供用期間中に触媒作用に伴って生じる動的プロセスです。このプロセスは、金属損失や活性喪失を引き起こし、触媒の経年劣化の原因となります。

したがって、触媒層中の単体触媒網の表面状態の特徴を調べれば、各工場に特有の運転条件や触媒作用モードの特徴を明確に把握することができます。

ユミコアの高性能分析ツールを利用すれば、触媒表面の構造変化や化学変化を追跡し、検討することができます。

分析結果からは、何が生じているのかが明らかになります。この結果を利用することで、各工場に特有の運転条件に関する要件と触媒性能との最適なバランスを求めることができます。