強制ダイナミックCO₂およびCH₄改質条件を用いたNi–Zn金属間化合物/炭化物触媒の構造調整

合金および金属間化合物は、触媒活性または安定性を改善することが繰り返し報告されています。しかし、多くの合金は反応条件下で構造的に不安定です。ここでは、メタン（CH₄）の乾燥（CO₂）改質中のNiZn触媒のダイナミクスを理解、制御、調整する方法を体系的に調査します。最初に、Ni/Zn比、NiZn負荷量、および還元温度を変えることで、NiリッチなNiZn合金およびNiZn金属間化合物を調整します。次に、充填床反応器、操作中DRIFTS-MS、in situ XRD、およびin situ TEMにおける定常状態および強制ダイナミック条件下でのNiZn合金および金属間化合物の構造調整を研究し、NiZn金属間相が動的に安定したNi₃ZnC₀.₇相に変換されることが明らかになり、これは炭素貯蔵庫として機能し、コークスの蓄積を緩和し、現実的な改質条件下で50時間の安定した性能を維持します。一方で、NiリッチなNiZn合金はNi₃ZnC₀.₇を形成する代わりにNiおよびZnOに不可逆的に分離し、深刻なコークス沈着を引き起こします。これらのNiZn相のダイナミクスに関する知見は、相調整を通じた合理的な触媒制御の道を開きます。