優れた触媒の調製は、表面積、気孔率、細孔容積などの優れたテクスチャー特性を含む適切な担体の選択から始まる。触媒の担体は、触媒の活性と選択性に重要な役割を果たす。一方、表面積は活性種の担持と分散を可能にし、担体の細孔容積は細孔の内部領域にある活性種に到達する反応分子の拡散を制御する。したがって、物理吸着法を用いて支持体のテクスチャー特性を解明することは、最初の、そして最も重要な課題でなければならない。化学吸着法は、通常 TPX 法と呼ばれ、高温・高圧の反応条件下で活性種を安定化・分散させる担体の役割を研究するために広く用いられている。
本研究では、Ni担持触媒を用いて、CO₂をH₂で還元してCH₂を生成するサバティエ反応を行った。Niを約5%含有し、表面積の異なる材料に担持した2種類の触媒を使用した。反応器温度を周囲温度からゆっくりと上昇させ(約2℃/分)、質量分析計で生成物の外観をオンラインでモニターすることで、反応の進展と生成物の外観を温度上昇の関数として段階的に追跡することができる。
この研究の結果、表面積の大きい触媒の方が、より多量のCH₄を生成し、活性種のシンタリングが少ないことがわかった。