2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25708036
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤田 武志 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (90363382)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノポーラス金属 / 排ガス触媒 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腐食中の自己組織化によって生成するナノポーラス金属には、従来のナノ粒子触媒の欠点を払拭した新しい触媒としての可能性が、最近の申請者の研究によって示された(T. Fujita et al. Nature Materials 11 (2012) 775)。本研究の目的は、金属科学・電気化学に基づいて学理を構築し、ナノポーラス金属をより実用的で革新的な触媒へと発展させることである。
１．ナノポーラス銅、ニッケルに注目し、そのCO酸化(CO+O2)やNO還元(NO+CO)について評価した。その結果、ナノポーラス銅はCO酸化には有効であるが、NO還元には組織の粗大化で劣化してしまうことが明らかとなった。ナノポーラスニッケルは、CO酸化もNO還元もあまり活性でなかったが、ナノ構造は400℃ぐらいの熱には安定であることがわかった。
２．ナノポーラス触媒として代表的なナノポーラスAuがある。このナノポーラスAuを電顕のその場観察によって、純N2,Ar,O2中で400℃で加熱したところ、環境に応じて粗大化過程が変化することが明らかとなった。特にN2雰囲気で粗大化過程が見つかったことは、N2が金表面で解離している可能性が示唆された。そこで、アンモニア合成(H2+N2->NH3)を試したが、反応は起きなかった。また、アンモニア合成触媒ができるかどうかの検討をRu-Mn系で行った。RuMn合金からMnを濃硝酸で脱合金化した後、ナノポーラス組織は得られずに、アモルファス状のナノ構造組織が得られた。100℃付近でアンモニアが発生したが、すぐに劣化してしまい、結晶Ruへ構造が変化していた。熱的安定性は、前駆合金にFe,Niを入れても改善できなかった。
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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
実用的で革新的なナノポーラス触媒がCu, Ni系で見つかったのでおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
アンモニア合成については一端休止し、ナノポーラス銅、ニッケルに注力していく。TOFの計算や表面積の測定、その場TEM観察、FT-IR測定をする予定である。
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| Causes of Carryover |
アンモニア合成触媒を予想していなかったナノ形態の触媒が合成され、研究遂行上、この現象の本質を見極めることが不可欠であったため、基金助成金部分の使用を翌年度分に使用することにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ガスクロに付随する分析機器に充てたい。
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[Journal Article] Environmental-Sensitive Thermal Coarsening of Nanoporous Gold2015
Author(s)
S. Kuwano-Nakatani, T. Fujita, K. Uchisawa, D. Umetsu, Y. Kase, Y. Kowata, K. Chiba, T. Tokunaga, S. Arai, Y. Yamamoto, N. Tanaka, M. W. Chen
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Journal Title
Materials Transactions
Volume: 56
Pages: 468-472
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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