1992 Fiscal Year Annual Research Report
ゼオライトの特性を生かした新しい触媒反応系の設計と開発
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03453079
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
岩本 正和 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (10108342)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八尋 秀典 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (90200568)
水野 哲孝 北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教授 (50181904)
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| Keywords | ゼオライト / 金属イオン交換 / 直接アミノ化 / 一酸化窒素 / 反応活性点 |
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| Research Abstract |
本年度の研究はほぼ申請時の計画通りに進行し、以下の点を明らかにした。
1.活性の三次元制御によるゼオライトの分子識別能の高度化
(1)金属イオン(Cu^<2+>、Ag^+、Ca^<2+>、Co^<2+>)1個当たりの可逆及び可逆吸着NO量はゼオライトのAl含有量に依存し、Al含有量が減少するに従って増加することがわかった。
(2)吸着NO量の吸着温度依存性の結果から、低温域(<273k)ではAg交換体が、中温域(280k〜333k)ではCu交換体が、高温域(>333k)ではCo交換体が多量のNOを可逆的に吸着することを明らかにした。
(3)IRおよびTPD測定から銅イオン交換ZSM-5ゼオライト上の可級逆吸着NOは大部分NO^+として吸着していること、一方、不可逆吸着NOはNO^+、NO_2^+、NO_2^-及びNO_3^-で吸着していることを明らかにした。
2.一酸化窒素除去用Cu-ZSM-5ゼオライトの反応活性点の設計と合成
(1)FT-IR測定によりCu-ZSM-5上でのN_2生成は炭化素中間体とNOあるいはO_2の反応により進行することがわかった。さらに、Cu-ZSM-5のHNCO導入によりCu-NCO吸着種がNOと非常に速く反応し、N_2を生成することがわかったので反応中間体はCu-NCOと推定した。
(2)Cu-ZSM-5上でのN_2生成は、 (1)まず、炭化水素の酸素酸化により含酸素中間体を生じる。 (2)この活性中間体が気相のNOと反応してNCO種を生成する。 (3)NOC種がNOあるいはO_2と反応しN_2を生成する反応機構を提案した。
(3)種々の貴金属担持ZSM-5触媒のNO選択還元活性の序列は【chemical formula】であることを明らかにした。さらに、Pt-ZSM-5は最も低温(485k)でN_2転化活性を示すこと、H_20共存下においても活性の低下はないことがわかった。
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[Publications] M.Iwamoto: "Removal of Nitrogen Monoxide through a Novel Catalytic Process.2.Infrared Study on Surface Reaction of Nitrogen Monoxide Adsorbed on Copper Ion-Exchanged ZSM-5 zeolites" J.Phys.Chem.96. 9360-9366 (1992)
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[Publications] S.Sato: "Iron lon-exchanged Zeolite:the Most Active Catalyst at 473K for Selective Reduction of Nitrogen Monoxide by Ethene in Oxidizing Atmosphere" Catal.Lett.12. 193-200 (1992)
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[Publications] H.Hirabayashi: "High Catalytic Activity of Platinum-ZSM-5 Zeolite below 500K in Water Vapor for Reduction of Nitrogen Monoxide" Chem,Lett.2235-2236 (1992)
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[Publications] M.Konno: "Catalytic Reduction of NOx in Actual Diesel Engine Exhaust" SAE Paper. 920091. 1-8 (1992)
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[Publications] W.X.Zhang: "Adsorption-desorption Properties of Nitrogen Monoxide on Metal Ion-exchanged Zeolites" Chem.Lett.851-854 (1992)
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[Publications] N.Mizuno: "Formation of Ketones from Lower Olefins and Water on Ultrastable Y-type Zeolite Catalyst" J.Mol.Catal.(1993)
