2013 Fiscal Year Annual Research Report
相転移による窒素酸化物の貯蔵機能を利用した新規高容量窒素酸化物貯蔵還元触媒の設計
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24656494
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
内藤 周弌 神奈川大学, 工学部, 教授 (20011710)
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| Keywords | NOx貯蔵量 / 完全貯蔵時間 / NOx貯蔵還元触媒 / 相転移 / Kーチタネート / アナターゼ / ルチル |
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| Research Abstract |
本研究では担体表面層の相転移に基ずき、Kイオンの表面からバルクへの移動により、多量のNOx貯蔵能と速やかな酸化還元サイクル挙動を可能としたPt-KNO3・チタネートナノベルト(KTN)触媒の反応機構の解明と性能の更なる向上を目指した。初年度はアルカリ金属イオンの添加量・種類やPt粒子径依存性を検討した。
今年度はまず類似の構造をとるK-ニオベート(KNbO3)やK-タンタレート（KTaO3）を調製しNOx貯蔵還元挙動を調べたが、KTNを超える性能（NOx貯蔵量＝1.56mmol/g, 完全貯蔵時間＝25min）は得られなかった。そこで、結晶構造の異なる3種類の酸化チタンを担体とした触媒での完全貯蔵時間をK担持量20 wt%触媒で検討したところ、P-25(Rutile/Anatase = 0.8) 担持触媒が13 min、ST-01 (Anatase)担持触媒が2 min、MT-150A (Rutile)担持触媒が5 minとなり、P-25担持触媒が最も優れていた。またNOX貯蔵量もP-25担持触媒が最も優れておりKTNに匹敵する1.53 mmol/g のNOXを貯蔵した。
チタニア担持触媒は貯蔵/還元のサイクルを繰り返してもNOX貯蔵量の減少が少なく、触媒耐久性が良かったため、Kの担持量の増加によるNOX貯蔵能の向上を目指したがP-25担持触媒はK担持量の増加に伴いNOX貯蔵能が減少する結果となった。MT-150A担持触媒ではK担持量の増加と共にNOX貯蔵量が増大したが、NOX完全貯蔵時間は低下した。 一方、ST-01担持触媒ではK担持量の増加と共にNOX貯蔵量が大幅に向上し、NOX完全貯蔵時間も33wt%において2 minから18 minへと飛躍的に向上した。
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