2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12450326
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
服部 忠 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50023172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 寿雄 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (80273267)
薩摩 篤 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00215758)
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| Keywords | 情報工学 / ニューラルネット / 触媒 / 金属酸化物 / 構造活性相関 / NO選択還元 / 燃焼 / 反応機構 |
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| Research Abstract |
本研究では情報化学的方法と実験化学的な触媒研究を融合して高機能触媒を論理的かつ効率的に設計する方法論の確立を目的とした。固体触媒の構造と活性の相関を例として取り上げ、(1)実験事実から構造活性相関などの知識情報の抽出、(2)構造活性相関を中心とする触媒知識情報ベースの概念構築、(3)実験化学との融合による触媒設計システムの概念設計、について分子論的なレベルでの触媒構造と触媒作用の相関性の解明を行った。分子レベルで構造を制御した触媒の設計、活性中心近傍の局所構造を解析するためのキャラクタリゼーションの開発、表面反応機構解明のためのin-situ測定法の開発、ミクロ細孔反応場における分子拡散の効果の検討を行うことにより、分子レベルでの触媒作用の理解を深め、より普遍性を持った構造活性相関の一般則をいくつかの触媒反応系で解明した。これらの検討は、(1)知識情報ベース設計の基礎的データ収集、(2)ニューラルネットへの適用を目指した触媒活性支配因子の抽出、(3)最終システムでの実験化学的な方法論の確立を狙ったものである。また、情報システム側の問題としては、実験化学的に整理された結果を情報処理するだけでは予測の精度に限界があり、特に、化学的な新発見とも言うべき特異点の予測が不可能であった。そこで、以下の触媒反応系における課題において情報処理に適した形に実験結果を整理することを試みた。1.貴金属触媒上での燃焼反応における担体効果2.NO選択還元酸化物触媒における反応機構の解明3.NO選択還元ゼオライト触媒におけるミクロ細孔拡散4.酸化物上でのN_2O分解反応における活性制御因子5.実験結果と情報処理システムの融合
これらの課題において本研究では分光学的なキャラクタリゼーションを中心とした酸化物触媒の構造解析および各種触媒反応における構造活性相関の解明を行い、実験化学との融合による触媒設計システムの概念設計と触媒知識情報ベースのあり方を検討するための基礎的データを収集することができた。また、ニューラルネットの情報処理システムの見直しにより、新規触媒創出型システム構築の可能性を示した。
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[Publications] T.Hattori, 他5名: "Kinetic study of support effect in the propane combustion over platinum catalyst"Catal. Lett.. 72. 157-160 (2001)
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[Publications] T.Hattori, 他6名: "Quantification of Aluminium Coordinations in Alumina and Silica-alumina by Al K-edge XANES"Phys. Chem. Chem. Phys.. 3. 1925-1929 (2001)
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[Publications] T.Hattori, 他6名: "Silver-alumina catalysts for selective reduction of NO by higher hydrocarbons: structure of active sites and reaction mechanism"Appl. Catal. B. 30. 151-162 (2001)
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[Publications] A.Satsuma, 他3名: "Effect of Oxygen in Decomposition of Nitrous Oxide over Various Metal Oxide Catalysts"Energy Conversions and Management. 42. 1997-2003 (2001)
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[Publications] T.Hattori, 他3名: "Effect of Pore-diffusion on Catalytic Reduction of NO over Co-and Cu-mordenites"J. Chem. Eng. Jpn.. 34. 102-106 (2001)
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[Publications] A.Satsuma, 他4名: "Effects of Methane and Oxygen in Decomposition of Nitrous Oxide over Metal Oxide Catalysts"Catal. Today. 63. 347-353 (2000)
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[Publications] A.Shichi, A.Satsuma, T.Hattori: "Influence of geometry-limited diffusion on the selective catalytic reduction of NO by hydrocarbons over Cu-exchanged zeolite"Appl. Catal. B. 30. 25-33 (2001)
