2014 Fiscal Year Annual Research Report
金属間化合物の触媒作用の解明およびナノ粒子化による新規な高機能触媒の創成
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23360353
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小松 隆之 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40186797)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属間化合物 / 触媒 / ナノ粒子 / 選択水素化 / PROX反応 / 白金 / パラジウム / 合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シリカゲル、アルミナなどの高比表面積をもつ酸化物の表面上に、白金、パラジウム、ロジウムなどの第1元素とコバルト、亜鉛、鉛、ビスマスなどの第2元素との金属間化合物微粒子を形成させ、それらの特異な触媒作用を明らかにし、特異性が発現する原因について考察した。
4-クロロニトロベンゼンの水素化による4-クロロアニリンの合成に対し、Pt/シリカ触媒上ではニトロ基の水素化と脱塩素が同時進行してアニリンが生成した。一方、PtZn/シリカ上では、目的生成物である4-クロロアニリンが高い収率で得られた。金属間化合物形成により電子豊富な状態となったPt上では、脱塩素反応が抑制されニトロ基の水素化が高選択的に進行することを明らかにした。
水素中の微量COを選択的に酸化するPROX反応に対して有効な金属間化合物Pt3Coを種々の酸化物担体上に形成し、担体の影響を調べた。担体が異なると金属間化合物微粒子の大きさが異なり、特にマグネシア上では粒子径が数nm以下の微粒子が形成されるため、PROX反応に対し最も高い活性が得られた。反応条件下での赤外スペクトル測定から、マグネシア担体の表面水酸基が関与したbicarbonate吸着種が担体と金属間化合物との界面に形成され、これが反応中間体としてPROX反応が進行すると結論した。
金属間化合物表面に存在する原子の電子状態は、その金属の触媒特性に大きな影響を与える。そこで、Ni系およびPd系金属間化合物（非担持）について、XPSスペクトルからそれぞれの化合物のdバンド中心を求めた。また、これらの金属間化合物を触媒としてH2-D2交換反応を行い、活性化エネルギーを求めた。Ni系およびPd系いずれの場合も、dバンド中心が低くなるほど活性化エネルギーが低下することを見出し、電子状態と触媒活性との相関を予測したdバンド理論を実験的に証明することに成功した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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