極めて高い耐熱性と固体酸性を有するシリカモノレイヤーの環境触媒としての応用

Research Project

Project/Area Number	08750910
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	触媒・化学プロセス
Research Institution	Tottori University
Principal Investigator	片田直伸鳥取大学, 工学部, 講師 (00243379)
Project Period (FY)	1996
Project Status	Completed (Fiscal Year 1996)
Budget Amount *help	¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 1996: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	シリカモノレイヤー / アルミナ / パラジウム / 耐熱性 / 固体酸 / メタン酸化 / シンタリング / 環境触媒
Research Abstract	アルミナ表面にSi(OCH_3)_4の化学蒸着を行なったところ、表面はシリカのモノレイヤーで覆われることがわかった。覆ったシリカモノレイヤーは極めて高い耐熱性を示し、約1200℃まで高い表面積が保たれた。一方、アルミナにパラジウムを担持した触媒は450℃におけるメタンの完全酸化反応中にパラジウムのシンタリングによる速やかな劣化を示した。シリカを表面の1/4から半分をコーティングしたものを担体としたときには、パラジウムのシンタリングは抑制され、長寿命の燃焼触媒を得ることができた。これは熱安定性の高いシリカモノレイヤーによってパラジウムの表面拡散が抑制されたためと考えられる。シリカモノレイヤーが完全に覆った試料や、パラジウムを担持後にシリカで覆った試料ではこの効果が低いこともわかった。アルミナにパラジウムを担持した触媒は、当然ながら1200℃程度で焼成後には著しく失活する。しかし、シリカモノレイヤーで表面の半分程度を覆ったものを担体とした場合にはこの失活が抑制され、単味アルミナ担体のおよそ2倍の活性を1200℃焼成後に示した。これはシリカモノレイヤーの耐熱性によってパラジウムのシンタリングが抑えられたのみならず、シリカモノレイヤー特有の機能である耐熱固体酸性によってパラジウムへの相互作用が生じたためと推察される。以上のように、シリカモノレイヤーの化学蒸着によってアルミナ担体の機能を改善し、燃焼触媒を始めとする環境触媒として応用可能であることが示された。