2013 Fiscal Year Annual Research Report
近赤外吸収測定による触媒表面に吸着した有機化合物と水分子の迅速な同時解析法の確立
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24686093
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
竹内 雅人 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90382233)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 近赤外分光法 / 触媒表面 / 吸着水 / アンモニア吸着 / 有機物吸着 |
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| Research Abstract |
平成25年度は、固体酸触媒の表面に吸着したアンモニア分子、アンモニウムイオンの吸着状態について検討した。中赤外領域において、NH3分子やNH4+イオンに由来する吸収の多くはH2O分子の吸収と重複するため、NH3吸着IR測定は主として吸着水が存在しない触媒表面に対して行われる。これに対し，近赤外領域では、NH3分子、NH4+イオン、H2O分子、さらには酸化物の表面水酸基に基づく吸収がそれぞれ異なる位置に観測される。この点に注目し、各種ゼオライト、硫酸化ジルコニア等の固体酸触媒に吸着したNH3、NH4+のNIR測定を行った。B酸点が存在しないNa型のYゼオライトでは、5000、4500cm-1付近にNa+サイト（L酸点）に吸着したNH3分子のみが観測された。これに対し、NH4+型のYゼオライト、NH3を吸着させたH+型のYゼオライトでは、NH4+イオンに基づく吸収が4600cm-1付近に観測できた。また、固体超強酸である硫酸化ジルコニアにNH3を吸着させると、B酸点である硫酸根の上で生成したNH4+イオンに基づく吸収と分子状で吸着したNH3の存在を観測できた。このように、近赤外分光法を用いることで、ゼオライトや固体酸の表面に吸着したNH3分子、NH4+イオン、表面水酸基をそれぞれ分離して観測できることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究では、近赤外分光法を用いることで、各種のゼオライトや硫酸化ジルコニア等の固体酸触媒の表面に吸着したアンモニア分子、アンモニウムイオンを簡便な測定で判別できることを見いだした。従来から行われてきた吸着ピリジンのIR測定、アンモニアTPD測定等と組み合わせることで、固体酸触媒の酸点構造に関する簡便な評価方法になると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度以降は、ゼオライトのミクロ細孔内で形成される水、アルコール等の分子クラスターについての構造解析をさらに詳細に行う。まら、平成25年度の研究で、固体酸触媒の表面に吸着したアンモニア分子、アンモニウムイオンを比較的簡便に判別できることを見いだしたので、表面が水和した触媒表におけるアンモニア分子、アンモニウムイオンの吸着状態に関して検討を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
試薬および近赤外分光測定用の消耗品（CaF2窓板等）を、当初予定していた金額より安く購入できたため。
前年度未使用額（約40万円）と併せて、近赤外分光測定に必要な消耗品（CaF2窓板、測定セル）、試薬（気体吸着測定用のガスリザーバー、重水等を含む）石英セル等（合計で約90万円）を購入する。また、国内外での学会参加旅費として30万円を予定している。
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