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空間制御金属クラスター反応場に関するダイナミック分光化学の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 06403004
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関北海道大学

研究代表者

市川 勝  北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (70176288)

研究分担者 野村 昌治  北海道大学, 高エネルギー物理学研究所, 助教授 (70156230)
大西 隆一郎  北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (30001720)
紫藤 貴文  北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (70235539)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
32,800千円 (直接経費: 32,800千円)
1996年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1995年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1994年度: 27,800千円 (直接経費: 27,800千円)
キーワードクラスター反応場 / ダイナミック分光化学 / 空間制御
研究概要

5μsの時間分解能を持つステップスキャン式FT-IR (Bio-Rad,FTS-60A/896)とYAGレーザー(SpectraPhysics GCR-100),波長変換素子MOPO (Spectra Physicsからなる時間分解FTIRシステムの立ち上げを行った。この時間分解FTIRシステムを用いてまずNi/SiO2,Pt/SiO_2上に吸着したCOの光脱離、再吸着過程を検討し室温,10kPaではCOの再吸着は10-100μsのオーダーの過程であることを明らかにした。ステップスキャン方式の波長可変レーザー励起トリガーを用いるμsの時間分解FTIRシステムでの測定により、さらにゼオライト細孔内金属クラスターの光励起・緩和の挙動をmsオーダーでの時間分解測定を行った。また担持金属触媒表面のCOの吸脱着過程の光や熱ジャンプに伴うμs動的挙動の検討を行い、以下の主たる研究成果が得られた。
1.[Pt_<12>(CO_<24>)]^<2->/NaYによる水成ガス反応の光触媒作用の光活性過程における光及び熱的ジャンプに対する応答挙動を調べた。その結果クラスターの光励起に基づく配位H_2Oの熱的活性化による水性ガス反応の促進メカニズムを提案した。
2.Rh/SiO_2やNi/SiO_2触媒表面上でCOの分解・C-H結合の生成が起こるが、CO水素化反応の進行中の触媒表面上の[CHx]及び[O-H]表面化学種の動的挙動に関して時間分解IRの測定解析を行った。
3.時間分解FTIRとEXAFS(広域X線吸収微細構造)システムを用いてミクロ細孔反応場内の金属クラスターの分解【double arrow】再形成の動力学的解析とNaYゼオライト細孔内Au(I)によるNO分解及びCOあるいはH_2によるNO還元反応の動的反応機構に関する研究を行った。
4.Au(I)/NaY触媒はNOの分解及び還元反応に高活性を示す。In situ高速IR測定及びEXAFS解析により、NOはミクロ細孔内の複核Au(I)上でCOの反応で生成する“NCO"種を反応中間体にして進行することがわかった。さらに、H_2添加により解離吸着酸素が除去されてNO解離が促進し、NO+CO反応に対する顕著な水素促進効果のメカニズムを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (49件)

  • [文献書誌] S. Qiu: "Formation and Interaction of Carbonyls and Nitrosyls on Gold (I) in ZSM-5 Zeolite Catalytically Active in NO Reduction with CO" J. Phys. Chem.98. 2719-2721 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G. Li: "Dispersion of Catalysts Derived from Intrazeolite Pt Carbonyl Clusters" Acta. Phys. Chim., (in Chinese). 10. 549-554 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. M. Salama: "Low-temperature Catalytic Decomposition of NO over Excess-loading Gold (I) in NaY Zeolite" J. C. S., Chem. Commun.2749-2750 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. -M. Liu: "[Ru_6(CO)_<18>]^<12-> in NaX Zeolite Cages : Characterization by EXAFS and FTIR Spectroscopy" J. C. S., Chem. Commun.507-508 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. M. Salama: "Characterization of Gold (I) in NaY Zeolite and Acidity Generation" J. Catal.,. 152. 322-330 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G. C. Shen: "CO Hydrogenation towards Higher Alcohols Catalysed on SiO_2-Grafted and Zeolite-Entrapped Ru. CO and RuCo Bimetallic Clusters : their EXAFS and FTIR Characterization and Catalytic Performance." Topics in Catalysis. 2. 141-154 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takahashi: "Molecular Modeling of Supported Metal Catalysts ; SiO_2-Grafted [{η^3-C_4H_7)_2Rh}_2V_4O_<12>] and [(RhCp^*)_4V_6O_<19>] Catalytically Active in Selective Oxidation of Propene towards Acetone" J. C. S., Chem. Commun.,. 1301-1303 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Yamaguchi: "EXAFS/FTIR Characterization and Selective Hydration of Acetonitrile on Silica-Supported [(RhCp^*)_4V_6O_<19>]" Chem. Lett.,. 717-718 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Shido: "Rh_4 Carbonyl Clusters Coordinated with Tris-(hydroxymethyl) Phosphine Grafted on SiO_2 Surface and Structural Controlling of Active Site in Gas-phase olefin Hydroformylation Reaction." J. Catal.,. 157. 436-449 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. M. Salama: "EXAFS/XANES. XRD and UV-Vis Characterization of Intrazeolitic Gold (I) Prepared by Monolayer Dispersion of AuCl_3 inside NaY Zeolite" J. Phys. Chem.,. 100. 3688-3694 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. M. Salalama: "Studies of the Selective Reduction of Nitric Oxide by Carbon Monooxide in the presence and Absence of Hydrogen over Au/NaY Catalysts" J. C. S., Faraday Trans.,. 92(2). 301-306 (1996)

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  • [文献書誌] M. Ichikawa: "Surface-Graphted Metal Oxide Clusters and Metal Carbonyl Clusters in Zeolite Micropores : XAFS/FTIR/TPD Characterization and Catalytic Behaviors" J. Mol. Catal., A. 107. 23-38 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Yamamoto: "Ship-in-Bottle Synthesis of [Pt_<15>(CO)_<30>]^<2-> Encapsulated in Ordered Hexagonal Mesoporous Channels of FSM-16 and Their Effective Catalysis in Water-Gas Shift Reaction" J. Am. Chem. Soc.,. 118. 5810-5811 (1996)

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  • [文献書誌] M. Ichikawa: "Ru. Pt and Co Clusters in Zeolite Micropores ; EXAFS/FTIR/TPD Characterization and Catalytic Behaviors in Methane Homologation" Stud. Surf. Sci. Catal.,. 100. 1075-1084 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ichikawa: "Ship-in-Bottle Synthesis of Pt and Ru Carbonyl Clusters in NaY Zeolite Micropore and Ordered Mesoporous Channels of FSM-16 ; XAFS/FTIR/TPD Characterization and Their Catalytic Behaviors" Stud. Surf. Sci. Catal.,. 105. 679-686 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Qiu, R.Ohnishi and M.Ichikawa, Formation and M.Ichikawa: "Formation and Interaction of Carbonyls and Nitrosyls on Gold (I) in ZSM-5 Zeolite Catalytically Active in NO Reduction with CO" J.Phys.Chem.98. 2719-2721 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Li, Y.Yang, X.Guo, M.Ichikawa: "Dispersion of Catalysts Derived from Intrazeolite Pt Carbonyl Clusters" Acta, Phys.Chim (in Chinese).10(6). 549-554 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.M.Salama, T.Shido, R.Ohnishi and M.Ichikawa: "Low-temperature Catalytic Decomposition of NO over Excess-loading Gold (I) in NaY Zeolite" J.C.S., Chem.Commun.2749-2750 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.-M.Liu, T.Shido and M.Ichikawa: "[Ru_6(CO)_<18>]^<12-> in NaX Zeolite Cages : Characterization by EXAFS and FTIR Spectroscopy" J.C.S., Chem.Commun.507-508 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.M.Salama, T.Shido, H.Minagawa and M.Ichikawa: "Characterization of Gold (I) in NaY Zeolite and Acidity Generation" J.Catal.152. 322-330 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G,-C.Shen, A.-M.Liu, T.Shido and M.Ichikawa: "CO Hydrogenation towards Higher Alcohols Catalysed on SiO_2-Grafted and Zeolite-Entrapped Ru, Co and RuCo Bimetallic Clusters : their EXAFS and FTIR Characterization and Catalytic Performance." Topics in Catalysis. 2. 141-154 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takahashi, M.Yamaguchi, T.Shido, H.Ohtani, K.Isobe and M.Ichikawa: "Molecular Modeling of Supported Metal Catalysts ; SiO_2-Grafted [{(eta^3-C_4H_7)_2Rh}_2V_4O_<12>] and [(RhCp^<**>)_4V_6O_<19>] Catalytically Active in Selective Oxidation of Propene towards Acetone" J.C.S., Chem.Commun.1301-1303 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamaguchi, T.Shido, H.Ohtani, K.Isobe and M.Ichikawa: "EXAFS/FTIR Characterization and Selective Hydration of Acetonitrile on Silica-Supported [(RhCp^<**>)_4V_6O_<19>]" Chem.Lett.717-718 (1995)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Shido, T.Okazaki and M.Ichikawa: "Rh_4 Carbonyl Clusters Coordinated with Tris-(hydroxymethyl) Phosphine Grafted on SiO_2 Surface and Structural Controlling of Active Site in Gas-phase olefin Hydroformylation Reaction." J.Catal.157. 436-449 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.M.Salama, R.Ohnishi, T.Shido and M.Ichikawa: "EXAFS/XANES,XRD and UV-Vis Characterization of Intrazeolitic Gold (I) Prepared by Monolayr Dispersion of AuCl_3 inside NaY Zeolite" J.Phys.Chem.100. 3688-3694 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.M.Salama, R.Ohnishi and M.Ichikawa: "Studies of the Selective Reduction of Nitric Oxide by Carbon Monooxide in the presence and Absence of Hydrogen over Au/NaY Catalysts" J.C.S., Faraday Trans.92(2). 301-306 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ichikawa, Wei Pan, Y.Imada, M.Yamaguchi, K.Isobe and T.Shido: "Surface-Graphted Metal Oxide Clusters and Metal Carbonyl Clusters in Zeolite Micropores ; XAFS/FTIR/TPD Characterization and Catalytic Behaviors" J.Mol.Catal., A. 107. 23-38 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yamamoto, T.Shido, S.Inagaki, Y.Fukushima and M.Ichikawa: "Ship-in-Bottle Synthesis of [Pt_<15>(CO)_<30>]^<2-> Encapsulated in Ordered Hexagonal Mesoporous Channels of FSM-16 and Their Effective Catalysis in Water-Gas Shift Reaction" J.Am.Chem.Soc.118. 5810-5811 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ichikawa, T.Tanaka, Wei Pan, T.Ohtani, R.Ohnishi and T.Shido: "Ru, Pt and Co Clusters in Zeolite Micropores ; EXAFS/FTIR/TPD Charcterization and Catalytic Behaviors in Methane Homologation" Stud.Surf.Sci.Catal.100. 1075-1084 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ichikawa, T.Yamamoto, W.Pan and T.Shido: "Ship-in-Bottle Synthesis of Pt and Ru Carbonyl Clusters in NaY Zeolite Micropore and Ordered Mesoporous Channels of FSM-16 ; XAFS/FTIR/TPD Characterization and Their Catalytic Behaviors" Stud.Surf.Sci.Catal.105. 679-686 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.M.Salama: "EXAFS/XANES, XRD and UV-Vis Characterization of Intrazeolitic Gold (I) Prepared by Monolayer Dispersion of AuCl_3 inside NaY Zeolite" J.Phys.Chem.,. 100. 3688-3694 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.M.Salalama: "Studies of the Selective Reduction of Nitric Oxide by Carbon Monooxide in the presence and Absence of Hydrogen over Au/NaY Catalysts" J.C.S., Faraday Trans.,. 92(2). 301-306 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ichikawa: "Surface-Graphted Metal Oxide Clusters and Metal Carbonyl Clusters in Zeolite Micropores : XAFS/FTIR/TPD Characterization and Catalytic Behaviors" J.Mol.Catal.,A. 107. 23-38 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamamoto: "Ship-in-Bottle Synthesis of [Pt_<15>(CO)_<30>]^<2-> Encapsulated in Ordered Hexagonal Mesoporous Channels of FSM-16 and Their Effective Catalysis in Water-Gas Shift Reaction" J.Am.Chem.Soc.,. 118. 5810-5811 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ichikawa: "Ru, Pt and Co Clusters in Zeolite Micropores ; EXAFS/FTIR/TPD Characterization and Catalytic Behaviors in Methane Homologation" Stud.Surf.Sci.Catal.,. 100. 1075-1084 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ichikawa: "Ship-in-Bottle Synthesis of Pt and Ru Carbonyl Clusters in NaY Zeolite Micropore and Ordered Mesoporous Channels of FSM-16 ; XAFS/FTIR/TPD Characterization and Their Catalytic Behaviors" Stud.Surf.Sci.Catal.,. 105. 679-686 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.-M.Liu: "[Ru_6(CO)_<18>]^<12->in NaX Zeolite Cages:Characterization by EXAFS and FTIR Spectroscopy" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.507-508 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] G.-C.Shen: "CO Hydrogenation towards Higher Alcohols Catalysed on SiO_2-Grafted and Zeolite-Entrapped Ru.Co and RuCo Bimetallic Clusters:their EXAFS and FTIR Characterization and Catalytic Performance." Topics in Catalysis. 2. 141-154 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takahashi: "Molecular Modeling of Supported Mctal Catalysts;SiO_2-Grafted [{η^3-C_4H_7)_2Rh}_2V_4O_<12>]and [(RhCp^*)_4V_6O_<19>]Catalytically Active in Selective Oxdation of Propene towards Acetone" J.C.S.,Chem.Commun.1301-1303 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamaguchi: "EXAFS/FTIR Characterization and Selective Hydration of Acetonitrile on Silica-Supported [(RhCp^*)_4V_6O_<19>]" Chem.Lett.717-718 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] G.Li.: "Catalytic Behaviors of Intrazeolite Pt Carbonyl Clusters in CO + NO Reactions" J.Mol.Catal.(China). 9. 1-6 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 紫藤貴文: "金属酸化物クラスターを用いる触媒活性サイトの構築" 日本化学会誌. 11. 853-864 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ichikawa: "Advanced Meterial Design Using Microporous Space.Organometallic Clusters in Zeolites for Tailor-Made Catalysts in Methane Homologation" Catalysis Modern Trends,(N.M.Gupta and D.K.Chakrabarty Ed.)Narosa Publ.House, 3 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ichikawa: "Selective Higher Alcohol Synthesis in CO Hydrogenation Catalyzed on Surface-Grafted Bimetallic Ruthenium Clusters Their Characterization and catalytic performance-" Stud.Surf.Sci.Catal.81. 367-372 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 市川勝: "微空間を利用するナノクラスターの分子構築とインテリジェント触媒設計-表面・界面を化学加工する-" 化学. 49. 30-32 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] F.S.Xiao: "Catalytic Performance and Mechanism for Oxyqenated Compound Formation for Ethylene Hydroformylation over Supported Ru-M Bimetallic Cluster-Derived Catalysts" J.Catal.147. 578-593 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Qiu.: "Formation and Interaction of Carbonyls and Nitrosyls on Gold(I) in ZSM-5 Zeolite Catalytically Active in NO Reducation with CO" J.Phys.Chem.98. 2719-2721 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] G.Li: "Thermal Stability of Intrazeolite Metal Catbonyl Clusters" J.Mol.Catal(In Chinese).8. 257-262 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.M.Salama: "Low-temperature Catalytic Decomposition of NO over Excess-loading Gold(I) in NaY Zeolite" J.Chem.Soc.,Chem.Commun.2749-2750 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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