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3元有害ガスに加えてカーボンナノ粒子も分解する高温まで安定な希土類含有金属酸化物

Research Project

Project/Area Number 18656223
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Metal making engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

松尾 伸也  Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (90029299)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords希土類酸化物 / セリア / 蛍石型構造 / カーボンナノ粒子 / 排ガス触媒 / 自動車排ガス触媒
Research Abstract

本研究の目的は、1300℃と超高温においても安定な相を維持して高い酸素放出吸収特性を有し、しかも低温においても速やかに酸素を放出、吸収することができる希土類含有金属酸化物を新しい設計概念に基づいてデザインし、そのカーボンナノ粒子分解・排ガス触媒としての可能性を調査することである。平成18年度のxPrO_z-(1-x)ZrO_2系の研究においてx=0.75近傍にCaF_2類似の新規な単相を見出した。この知見を元に平成19年度は、0.75{(1-x)PrO_z-xCeO_z}-0.25Z_rO_2の三元系においてPrO_z/CeO_z組成比を種々に変えて試料合成し、O_2ガスおよびH_2ガス中での焼鈍を行い相安定性について調べた。酸化・還元の両雰囲気でPrO_z側にω相、CeO_z側にC相のともにCaF_2類似構造の固溶体が広がっていた。このため0.75{(1-x)PrO_z-xCeO_z}-0.25ZrO_23元系粉末の酸素放出はPrO_z側とCeO_z側で大きく異なった。これらの粉末に混合したカーボン粉末はCeO_2側でよく燃焼した。そこでCeO_2側に研究を絞り、種々の遷移元素を添加した0.75 CeO_2-0.25ZrO_2組成の粉末の酸素放出挙動、およびカーボンナノ粒子を混合したときのカーボンの分解挙動を調べた。酸素の放出吸収は150℃と低い温度でも観測され、それに伴い、わずかながらカーボン燃焼温度の低下が認められた。X線回折からパイロクロア類似相の出現および酸素の溶解・離脱に伴う相の収縮膨張が観測された。パイロクロア構造とCaF_2構造のナノレベルでの微細混合状態の出現が低温で良好な、かつ高耐熱性の酸素吸収放出能を生み出すことが分かった。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2008 2007

All Presentation (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] 蛍石類似構造酸化物の物理化学的性質に関する考察2007

    • Author(s)
      松尾伸也、小俣孝久
    • Organizer
      資源・素材学会 2007大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2007-09-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酸素放出吸収特性を有する複合酸化物2008

    • Inventor(s)
      松尾伸也, 小俣孝久
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人大阪大学
    • Industrial Property Number
      2008-030770
    • Filing Date
      2008-02-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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