1993 Fiscal Year Annual Research Report
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05453052
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
井上 泰宣 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30016133)
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| Keywords | 弾性表面波 / 固体触媒 / 人工制御 / エタノール酸化 |
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| Research Abstract |
固体表面は化学反応を促進する優れた触媒作用を示すが、その機能をより精緻なものとするためには、固体表面の触媒作用を人為的にコントロールすることが必要であるが、人工制御機能をもつ固体触媒表面に関する研究は、これまでほとんど行われていない。本研究では、表面格子の変位を起こす弾性表面波を用いる新しい手法により、固体表面の触媒作用のコントロール機構を有する固体触媒を得ることを目的とした。本年度は、レーリー波が発生できる128°回転y-cut LiNbO_3強誘電体単結晶およびSH波が発生できる36°回転y-cut LiTaO_3強誘電体単結晶を用い、発信側に20対また受信側に14対のクシ型電極を周期幅を200μmにして取り付け弾性表面波素子を設計した。また、吸着と伝導度変化の同時計測法についても検討した。触媒としてAg,Cu,Pd,あるいはNiOを真空加熱蒸着あるいはスパッタリング法により弾性表面波素子の表面に膜厚10nmで取り付けた。エタノール酸化反応に対する効果を調べ、1〜2Wの電力印加により、アセトアルデヒド生成活性は3〜10倍増加し弾性表面波効果が存在することを示した。レーリー波とSH波を比較した場合に、弾性表面波の効果に著しい差はなく両波が有用なことを示した。AgやCu触媒では反応中に酸化され、Ag_2OやCu_2Oの酸化物半導体表面となることをX線光電子分光法により示し、金属表面よりも半導体の性質を持つ金属酸化物表面において弾性表面波の効果が高いこと、また、水素還元あるいは酸化処理したPd表面で比較すると、酸素が存在する後者の表面で高い弾性表面波効果を持つことを見い出し、弾性表面波の効果は、分極構造(双極子モーメント)が存在する表面状態で顕著になることを明らかにした。
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[Publications] Y.Inoue,M.Nakae,S.Fukagawa: "Acoustic Devices for Simultaneous Determination of Adsorbed Amount and Surface Conductivity Changes by Gas Adsorption." Sensors and Actuators. B13/14. 549-550 (1993)
