環境浄化用新アモルファス合金触媒の創製と活性発現機構の解明

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07405032
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 橋本 功二 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (70005859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 英二 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70231834) ; 幅崎 浩樹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50208568) ; 川嶋 朝日 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50005964) ; 浅見 勝彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20005929)
• Keywords: 触媒 / 電極 / クロロフルオロカーボン / 海水電解 / NOx / 二酸化炭素 / メタン / アモルファス

Research Abstract

1.単ロール法で作製したアモルファスNi-バルブメタル-W合金を前駆体とし,水蒸気によるクロロフルオロカーボン(フロン)CFC-12の分解反応を行い,高効率で分解反応が起こりかつ著しく寿命が長触媒が得られた。各種分析の結果から活性を主に担うのはフッ化ジルコニウムであることが判明した。
2.スパッター法を用いてアモルファスNi-Mo合金をニッケル板上に作製して電極とし,海水電解による水素発生の活性が白金に匹敵するほど高いことを見出した。これは,合金元素としてニッケルより電気陰性度が低いモリブデンの添加がニッケルにわずかなd電子密度の増加をもたらし,吸着水素の結合エネルギーを増して水素発生カソード環境で絶縁性の不働態皮膜の生成を抑制するためと考えられる。
3.単ロール法を用い微量のパラジウムを含む各種アモルファスNi-バルブメタル合金を作製し,酸化処理を施した後,NOのN_2とO_2への直接分解反応を行い,アモルファスNi-Ta-Pd合金が極めて高い活性を500-900°Cの広い温度範囲にわたり示すことを見出した。これは,このアモルファス合金が反応環境中で微細なNiTa_2O_6にパラジウムを微細に担持した触媒に変わるためであることが明らかとなった。また,NOとともに,COあるいはメタンを混合することによりほぼ100%の変換効率でNOを分解することができた。
4.アモルファスNi-Zr合金を前駆体として得られる触媒の性能を詳細に検討し,メタンへの転換率が90%以上になる空間容積率を求めた。また,反応生成物であるメタンと水を分離した後に2段目の反応管を通すことにより,更に転換率を向上させることができた。

Research Products

• [Publications] H.Kishimoto: "Amorphous alloy electrodes for electro-oxidation of propane" Sci.Rep.Res.Inst.Tohokuu University. A41. 83-88 (1995)
• [Publications] T.Mori: "Effect of cathodic reaction on catalytic activity of amorphous alloy electrodes for electrooxidation of dulfite" J.Appl.Electrochem.25. 853-961 (1995)
• [Publications] M.Komori: "Decomposition of nitrogen monoxide over palladium-suported NiTa_2O_6 catalysts prepared from amorphous alloy precursors" Appl.Catal.(発表予定).
• [Publications] A.Kawashima: "Amorphous alloy electrodes for fuel cells" Sci.Rep.Inst.Tohokuu University. (発表予定).