| 研究概要 |
Cu-YおよびPd-Yゼオライト結晶中の触媒活性種を動力学的手法および各種のスペクトル分析によって研究し,その化学構造と触媒作働状熊における作用機構を解明した。
ゼオライト格子内の活性種は,予備焼成,水素環元および酸素酸化の連続した3段階から成るR-OX_U処理によって生成し,Cu-YおよびPd-YおよびPd-Yゼオライトにおける活性種生成過程を昇温還元法(TPR)によって追跡した。その結果,活性種生成量は,R-O処理中の各段階の処理条件に著しく依存し,これらの条件によって活性種の表面濃度を制御できることが判明した。
TPRスペクトルから求めた活性種の表面濃度の増加に従って,低温領域における一酸化炭素の酸化反応に対するR-O処理ゼオライトの触媒活性は直線的に増大したが,その活性化エネルギーは実質的に一定値が得られた。これらの事実から,R-O処理によって生成した活性種が一酸化炭素の酸化反応における触媒中心として機能し,その化学的性質は表面濃度に依存せず均一であると結論づけた。
R-O処理活性化前後のCu-YおよびPd-YゼオライトのEXAFSスペクトルの詳細な解析結果から,これらの活性種はイオンの状熊にあるのではなく,それぞれ,CuOおよびPdOの酸化物であることが解明できた。また,得られた中心原子の配位数から,これらの酸化物の粒子径は4-6Aであり,数個の金属原子から成る酸化物クラスタであると結論した。
触媒作動状熊において,さらに,これらの金属酸化物クラスタは,一酸化炭素によって金属状熊に還元され,酸素によって酸化物に再酸化される,いわゆるレドックスサイクル機構に従って,触媒中心としての機能を果すことが解明できた。
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