2010 Fiscal Year Annual Research Report
カーボンアロイ担体によるニッケル系触媒への炭素析出反応の制御に関する研究
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20560718
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
尾崎 純一 群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30214125)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒井 正彦 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60125490)
熊谷 治夫 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (30234511)
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| Keywords | カーボンアロイ / 担持金属触媒 / 炭素析出 / メタン改質 |
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| Research Abstract |
本研究は、炭素材料に異種元素やナノ構造を導入した「カーボンアロイ」を担体とすることにより、それらの上に担持された金属触媒の特性を、「金属-担体相互作用」を通して自在制御するための基礎的知見を得ることを目的としている。具体的には、カーボンアロイ上に担持されたニッケル粒子の炭素析出耐性に及ぼす影響の検討とともに、各種キャラクタリゼーションを行う。
平成22年度は、以下の検討を行った。(1)ナノシェルの純化を行い、ニッケル粒子とナノシェルの直接相互作用を検討すること、(2)ナノシェル以外のカーボンについても、窒素ドープの影響を検討すること、(3)メタン乾式改質反応の長時間反応特性を検討すること。
(1)ナノシェルの純化4
ナノシェルの純化を空気酸化、プラズマ酸化および過酸化水素酸化の各処理を用い行った。その結果、過酸化水素が選択的に不純物であるアモルファスカーボンを除去できることを示すことができた。今後、こめ純化ナノシェルにニッケルを担持した検討を行う。
(2)ナノシェル以外のカーボンへの窒素ドープの影響
カーボンブラックに対しアンモオキシデーション法による窒素ドープを行った。その結果、窒素ドープは用いたカーボンの種類に依存せず、その上に担持されたニッケル粒子の活性を増加する効果をもたらすことを見いだした。一方、ナノシェル上に担持されたニッケル粒子の方が、炭素析出を抑制することが分かった。
(3)メタン乾式改質反応の長時間特性
450℃にてメタン乾式改質反応の時間依存性を検討した。水素生成速度は経時的に低減するが、その活性維持の程度は、窒素ドープを、行ったカーボン担体系で大きくなることが分かった。
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