2022 Fiscal Year Annual Research Report
One-step solvothermal synthesis of homogeneously mixed composite metal oxides in nano-level
| Project/Area Number |
19K05143
|
|---|
| Research Institution | Kochi University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
小廣 和哉 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (60170370)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 政孝 高知工科大学, 環境理工学群, 准教授 (20585004)
Kan Kai 高知工科大学, 環境理工学群, 助教(PD) (80756263) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 複合酸化物ナノ粒子多孔体 / ソルボサーマル反応 / アセトニトリル / 酸素吸蔵能 / メタン酸化反応 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
結晶系が異なる、あるいはイオンサイズが異なるため、複合化が困難とされている複数の金属酸化物を５nm以下のナノ粒子レベルで均一混合した複合酸化物ナノ粒子多孔体の単工程合成法の開発を目的に、非プロトン性の代表的な極性溶媒であるアセトニトリルを反応媒体とするソルボサーマル単工程一段階合成手法を開発した。CeO2結晶は主にCe4+ (イオン径0.11 nm)から構成されている。しかし、CeO2の結晶粒径が数nmレベルに小さくなると、イオン径の大きいCe3+ (0.13 nm)を多く含むナノ結晶が得られる。ここに、イオン径の小さいSi4+ (0.03 nm）、Al3+ (0.04 nm）、Y3+ (0.09 nm）、Zr4+（0.09 nm）を導入することで、格子歪とそれに伴う格子欠損（Ce3+）の発生が期待できる。そこで、これまで３年間に亘り開発してきた一段階ソルボサーマル反応を駆使し、Al2O3-CeO2、SiO2-CeO2、Y2O3-CeO2、ZrO2-CeO2の二種類の酸化物からなる複合酸化物ナノ粒子多孔体を合成した。得られた複合CeO2ナノ粒子多孔体は多量のCe3+を含むとともに、極めて大きい酸素吸蔵能を示した(>500 μmol-O/g)。これら複合酸化物を触媒担体とするPd触媒に導き、CH4の酸化反応にこれら触媒を用いたところ、Pd/SiO2-CeO2は標準CeO2担体から得られたPd/CeO2と比較し、200℃も低い低温活性を示す酸化触媒であることを見出した。
|
