2020 Fiscal Year Annual Research Report
硝酸イオン汚染地下水の浄化に真に貢献する亜鉛添加ニッケル触媒の開発
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18H01780
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
神谷 裕一 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (10374638)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大友 亮一 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10776462)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Zn添加効果 / 硝酸態窒素 / 担持Ni触媒 / 反応速度論解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
担持Ni触媒への助触媒Znの添加を系統的に検討した。Znを添加していないNi/ZrO2のNH3選択率は87%であった。Ni/ZrO2にZnをZn/Ni=0.04で添加するとNH3選択率は57%へと大きく添加した。このとき、NO3-還元分解活性も約20%向上した。これ以上のZnの添加は逆にNH3選択率を上昇させた。このZnの添加効果はZrO2に対してNiとZnを同時に担持したときにのみに発現し、 ZnはNiに固溶していることが構造解析から確認された。また、予め調製したNi/ZrO2に後からZnを添加しても、Zn添加効果は発現しなかったことから、ZnがNiに固溶した構造がZn添加効果の発現に重要であるが分かった。
NO3-還元反応の反応速度論解析より、Znの添加によってH2分圧に対する反応次数がZn未添加の0.3次から1.7次へと大きく上昇した。また、NO3-濃度に対する反応次数がZn添加によって0次から-0.8次へと大きく低下した。これらのことは、Zn添加によってNiの水素活性化能が抑制されたこと、また反応中はNi粒子表面が酸化された状態にあることを示唆しており、これによりNO3-の水素化生成物であるNH3への選択率が低下した考えられる。実際にH2還元後の触媒を空気に暴露したところ、Zn添加によってNi粒子表面が酸化されやすくなっていることが確かめられ、このことは反応速度論解析の結果を支持した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
