2015 Fiscal Year Annual Research Report
超高活性触媒設計のための触媒活性種特異的サイト選択的構造・電子状態解析の実現
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24360332
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
吉田 朋子 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (90283415)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 化学状態選別定量解析 / ＸＡＦＳ / ＥＥＬＳ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は金属酸化物中に含まれる軽元素の化学状態をXANES・ELNESスペクトルの測定解析により明らかにしたうえで、化学状態を区別した空間分解マッピングを行った。具体的には、イオン注入法によってTiO2中に添加された窒素種を対象に位置敏感N K殻吸収端ELNES測定を行った。モンテカルロ計算から50 keVでN+を注入すると表面から深さ90nmまで窒素の局所濃度が単調に増加することが示唆されていたが、試料表面近傍のELNES には、活性窒素種（置換型N）由来の398eVと401eVの２つのピークが観測されたが、試料内部のELNESほど不活性窒素種（置換型NO2）由来の401eV付近の鋭いピークが成長した。このことから、添加窒素の化学状態は局所的な窒素濃度に依存し、窒素濃度の増加によって不活性窒素種（置換型NO2）が生成されることが明らかになった。
そこで，この試料について測定したN-K吸収端によるエネルギーフィルター像に対して多変量解析を応用し、活性窒素種と不活性窒素種に由来するELNESを分離し、それぞれの成分スペクトルの空間分布マッピングを得た結果、活性窒素種は窒素添加領域全体にわたって、また不活性窒素種は表面から試料内部（40nm～50nm深さ）に局在分布していることが分かった。同様の分析を不活性試料についても行った結果、活性窒素種は試料全体に均一に分布しているが、不活性窒素種が表面近傍にも多く分布していることが示唆された。表面近傍に存在する不活性窒素種によって活性窒素種の触媒機能が阻害されたことが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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