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公開番号2025127747
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024639
出願日2024-02-21
発明の名称吸収転換触媒及び炭化水素化合物の製造方法
出願人カナデビア株式会社,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類B01J 23/78 20060101AFI20250826BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】CO₂を炭化水素化合物に転換する吸収転換触媒であって、酸素を含む雰囲気下における耐久性の高い吸収転換触媒の提供。
【解決手段】担体と、前記担体に担持された、ニッケル元素と、前記担体に担持された、カルシウム元素と、前記担体に担持された、アルカリ金属及びカルシウムを除くアルカリ土類金属からなる群から選択される一以上の元素Aと、を含む吸収転換触媒であって、前記吸収転換触媒中の前記カルシウム元素の担持量をX1(mmol/g)とし、前記吸収転換触媒中の前記元素Aの担持量をX2(mmol/g)としたとき、前記X1及び前記X2が、下記式(1-1)を満たす、吸収転換触媒。
0.02≦X1/(X1+X2)≦0.95 (1-1)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
担体と、
前記担体に担持された、ニッケル元素と、
前記担体に担持された、カルシウム元素と、
前記担体に担持された、アルカリ金属及びカルシウムを除くアルカリ土類金属からなる群から選択される一以上の元素Ａと、を含む吸収転換触媒であって、
前記吸収転換触媒中の前記カルシウム元素の担持量をＸ１（ｍｍｏｌ／ｇ）とし、前記吸収転換触媒中の前記元素Ａの担持量をＸ２（ｍｍｏｌ／ｇ）としたとき、前記Ｘ１及び前記Ｘ２が、下記式（１－１）を満たす、吸収転換触媒。
０．０２≦Ｘ１／（Ｘ１＋Ｘ２）≦０．９５（１－１）
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記元素Ａが、リチウム、ナトリウム、カリウム及びマグネシウムからなる群から選択される一以上の元素である、請求項１に記載の吸収転換触媒。
【請求項３】
前記元素Ａが、ナトリウム及びカリウムからなる群から選択される一以上の元素である、請求項２に記載の吸収転換触媒。
【請求項４】
前記Ｘ１及び前記Ｘ２が、下記式（１－５）を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の吸収転換触媒。
０．６５≦Ｘ１／（Ｘ１＋Ｘ２）≦０．８６（１－５）
【請求項５】
前記担体が、酸化物担体である、請求項１～３のいずれか一項に記載の吸収転換触媒。
【請求項６】
前記担体が、ジルコニア担体、アルミナ担体及びシリカ担体からなる群から選択される一以上の担体である、請求項５に記載の吸収転換触媒。
【請求項７】
（ａ）請求項１～３のいずれか一項に記載の吸収転換触媒を準備する工程と、
（ｂ）前記吸収転換触媒と、二酸化炭素を含むガスとを接触させて、前記吸収転換触媒に二酸化炭素を吸蔵させる工程と、
（ｃ）二酸化炭素を吸蔵させた前記吸収転換触媒と、還元性ガスとを接触させて、炭化水素化合物を得る工程と、
を含む、炭化水素化合物の製造方法。
【請求項８】
前記二酸化炭素を含むガスが、酸素を含む、請求項７に記載の炭化水素化合物の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、吸収転換触媒及び炭化水素化合物の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、発電所や製鉄所あるいは化学工業などから集中的に発生するＣＯ
２
を吸収し、メタン化するカーボンリサイクルが検討されてきた。既存の手法では、排ガス中に含まれる低濃度のＣＯ
２
をアミン吸収法や膜分離等で分離回収して高濃度化し、その高濃度化を行うことによって得られたＣＯ
２
の触媒反応によって炭化水素類を合成する２段階プロセスを用いた方法が知られている。
【０００３】
また、ＣＯ
２
吸収と転換を行うメタン化触媒の例として、特許文献１には、酸化物担体であるアルミナと、当該酸化物担体に担持された、所定の第１成分及び所定の第２成分と、を含む吸収転換触媒が開示されている。
ここで、二酸化炭素吸蔵成分である第１成分には、ナトリウム、カリウム又はカルシウムを用いている。炭化水素化触媒成分である第２成分には、ニッケルを用いている。
【０００４】
更に非特許文献１には、ＤＦＭ（Dual Function Material）と呼ばれる、特許文献１と同様なＣＯ
２
吸収と転換を行う吸収転換触媒の劣化（Aging）について検討されている。
Ｒｕを炭化水素化成分とするＲｕ－ＤＦＭについては、二酸化炭素吸蔵成分としてＮａのみ（４Ｒｕ－１６Ｎａ）、ＮａとＣａの混合（４Ｒｕ－８Ｎａ／８Ｃａ）、Ｃａのみ（４Ｒｕ－１６Ｃａ）をアルミナ（Ａｌ
２
Ｏ
３
）に担持させた３種の触媒が検討されている。Ｎｉを主な炭化水素化成分とするＮｉ－ＤＦＭについては、二酸化炭素吸蔵成分をＮａのみとして、Ｎｉのみ（１０Ｎｉ－１６Ｎａ）、ＮｉとＲｕの混合（１Ｒｕ／１０Ｎｉ－１６Ｎａ）をアルミナに担持させた２種の触媒が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２２／０３０２０３号
国際公開第２０２３／０３７６５２号
【非特許文献】
【０００６】
Alejandro Bermejo-Lopez, et al., ”Aging studies on dual function materials Ru/Ni-Na/Ca-Al2O3 for CO2 adsorption and hydrogenation to CH4”, Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 10, Issue 3, June 2022, 107951
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１では、対象触媒を還元処理（水素／アルゴン雰囲気で加熱）した場合（Reduced）と、対象触媒を劣化処理（水蒸気／酸素／アルゴン雰囲気で加熱）した場合（Aged）と、でメタン生成量の比較が行われている。還元処理した触媒を基準として、劣化処
理した触媒のメタン生成量は、Ｒｕ－ＤＦＭでは最大２５％、Ｎｉ－ＤＦＭでは最大６０％、それぞれ低下したと報告している（非特許文献１、Ｆｉｇ．７、Ｆｉｇ．９参照）。劣化処理をした場合には、この文献で検討された組成のＮｉ－ＤＦＭは、Ｒｕ－ＤＦＭと比較して、メタン生成量の減少率が著しく大きい、と報告している。
【０００８】
本開示は、ＣＯ
２
を炭化水素化合物に転換する吸収転換触媒であって、酸素を含む雰囲
気下における耐久性の高い吸収転換触媒を提供する。また、本開示は、炭化水素化合物を効率良く製造することができる炭化水素化合物の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、
担体と、
前記担体に担持された、ニッケル元素と、
前記担体に担持された、カルシウム元素と、
前記担体に担持された、アルカリ金属及びカルシウムを除くアルカリ土類金属からなる群から選択される一以上の元素Ａと、を含む吸収転換触媒であって、
前記吸収転換触媒中の前記カルシウム元素の担持量をＸ１（ｍｍｏｌ／ｇ）とし、前記吸収転換触媒中の前記元素Ａの担持量をＸ２（ｍｍｏｌ／ｇ）としたとき、前記Ｘ１及び前記Ｘ２が、下記式（１－１）を満たす、吸収転換触媒に関する。
０．０２≦Ｘ１／（Ｘ１＋Ｘ２）≦０．９５（１－１）
【００１０】
また、本開示は、
（ａ）本開示の吸収転換触媒を準備する工程と、
（ｂ）前記吸収転換触媒と、二酸化炭素を含むガスとを接触させて、前記吸収転換触媒に二酸化炭素を吸蔵させる工程と、
（ｃ）二酸化炭素を吸蔵させた前記吸収転換触媒と、還元性ガスとを接触させて、炭化水素化合物を得る工程と、
を含む、炭化水素化合物の製造方法に関する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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