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2006 Fiscal Year Annual Research Report

新規金属燐化物脱硫触媒の機能と構造解明

Research Project

Project/Area Number 16106010
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

朝倉 清高  北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (60175164)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田 旺帝  北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教授 (40344501)
鈴木 秀士  北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (30322853)
野村 昌治  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (70156230)
阪東 恭子  独立行政法人産業技術総合研究所, 環境科学技術研究部門, 主任研究員 (50357828)
KeywordsOperando XAFS / その場観測 / Quick XAFS / 脱硫触媒 / リン化物触媒 / STM
Research Abstract

ガソリンやディーゼルオイルに含まれる硫黄分の除去が重要になっています。すなわち自動車エンジンの中で、燃料中の硫黄分が酸化され、それが酸性雨のもとになったり、NOx除去触媒を被毒してしまい、深刻な大気汚染を引き起こしています。燃料に含まれる硫黄分をppmオーダまで下げるように規制が強くなっています。これまでの快適な生活を保ちながら、地球環境を守るにはどうしても硫黄分を除去できる安価で優れた触媒が必要です。私たちの日米共同研究グループはこの目的を達成するための新しい触媒として金属燐化物が優れていることを見出してきました。この研究では、この優れた燐化物触媒がなぜ優れているのかを様々な表面科学的手法により調べようというものであります。特にEXAFS(X線吸収微細構造)法という分光法で、その反応機構を明らかにすることが一つのターゲットです。この分光法は、触媒が働いている現場の触媒構造をしることができるという他にない特徴をもっています。わたしたちは、さらに脱硫触媒反応条件である50気圧300℃という過酷な条件で、その各ステップを逐一追跡ができる高速EXAFSを開発しました。本年度の成果は以下の3点であります。
1.高機能脱硫触媒の構造解析と高温高圧実反応条件下の測定法の開発
2.高速EXAFS装置の製作
3.高機能脱硫触媒の表面科学的なアプローチ
1.ついては、SiO_2やKUSY担持のリン化物触媒の構造がNi_2Pであることを明らかにしました。また、100気圧600度という過酷な反応条件に耐えるセルを制作し、実反応条件でのXAFS測定に成功しました。また、反応中間体を捉えることに成功し、その反応機構を提案しました。
2については、全国の触媒研究者と連携し、測定装置を製作し、10秒以下の高速でXAFS測定に成功しました.また、これを用いて、Ni2Pの調製過程や反応過程を追跡しました。
3については、主にSTMを用いてNi_2P単結晶の構造解析を行っていました。また、EXPEEMによる化学分析を行うためにEXPEEMの改良を行い、Wien filterによる光電子顕微鏡像の取得に成功しました。

  • Research Products

    (15 results)

All 2007 2006

All Journal Article (12 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Preparation of atomically dispersed Cu species on a TiO2(110) surface premodified with an organic compoundAtomically Dispersed Cu species on TiO2(110) Surface Modified with 3-Thiophenecarboxlyic Acid2007

    • Author(s)
      Chun, W. J.
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 433

      Pages: 345-349

  • [Journal Article] A New XAFS Beamline NW10A at the Photon Factory2007

    • Author(s)
      M.Nomura
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 882

      Pages: 896-899

  • [Journal Article] In Situ EXAFS Studies on Ni _2P Hydrodesulfurization Catalysts in the Presence of High Pressure and High Temperature Oil2007

    • Author(s)
      T.Kawai
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 882

      Pages: 616-619

  • [Journal Article] Preparation of atomically dispersed Cu species on a TiO2(110) surface premodified with an organic compoundAtomically Dispersed Cu species on TiO2(110) Surface Modified with 3-Thiophenecarboxlyic Acid2007

    • Author(s)
      W.J.Chun
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 433

      Pages: 345-349

  • [Journal Article] Time-Resolved DXAFS Study of Adsorption and Release of Hydrogen on Pt/MCM-412007

    • Author(s)
      A.Suzuki
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 882

      Pages: 675-678

  • [Journal Article] Surface Structures of Ni_2P (0001)-Scanning Tunneling Microscopy (STM) and Low-energy Electron Diffraction (LEED) Characterizations2006

    • Author(s)
      M.G.Moula.
    • Journal Title

      Surface and Interface Analysis 38

      Pages: 1611

  • [Journal Article] EXAFS measurements of a working catalyst in the liquid phase : An in situ study of a Ni2P hydrodesulfurization catalyst (Priority Paper)2006

    • Author(s)
      T.Kawai
    • Journal Title

      J. Catal. 241

      Pages: 20-24

  • [Journal Article] XAFS analyses of Ni species trapped in Graphene sheet of Carbon nanofibers2006

    • Author(s)
      M.Ushiro
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 73

      Pages: 144103-1-144103-11

  • [Journal Article] An Approach to Nano-Chemical Analysis through NC-AFM Technique2006

    • Author(s)
      S.Suzuki
    • Journal Title

      Topics in Catal. 117

      Pages: 80

  • [Journal Article] In-situ XAFS measurement of Pd-Pt/A12O3 during hydrotreatment of model2006

    • Author(s)
      K.K.Bando
    • Journal Title

      Catal. Today 111

      Pages: 199-204

  • [Journal Article] Structure of low coverage Ni atoms on the TiO2 (110) surface-Polarization dependent total-reflection fluorescence EXAFS study2006

    • Author(s)
      Y.Koike
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters 421

      Pages: 27-30

  • [Journal Article] Self-Regulated Ni Cluster Formation on the Ti02(110) Terrace Studied Using Scanning Tunneling Microscopy2006

    • Author(s)
      K.Fujikawa
    • Journal Title

      Surf. Sci. 600

      Pages: 117-121

  • [Book] 表面界面と触媒(内殻分光, 太田俊明, 横山利彦編)2007

    • Author(s)
      朝倉清高
    • Total Pages
      24
    • Publisher
      アイピーシ
  • [Book] "時間分解XAFSによる触媒反応研究-分散型XAFSを中心に"および"偏光全反射蛍光XAFSによる金属-担体相互作用の研究"(SPring-8の高輝度放射光を利用した先端触媒開発, SPring-8触媒評価研究会編)2006

    • Author(s)
      朝倉清高, 岩澤康裕
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      エヌティーエス
  • [Book] 金触媒、(触媒の劣化原因解明と防止策、村上雄一監修)2006

    • Author(s)
      朝倉清高
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      技術情報協会

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Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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