| 研究概要 |
本研究の目的は、金属粒子径や金属粒子の担体上での配置などの微細構造が反応に適するように制御された触媒を調製する方法を確立することである.そのための新規な触媒調製法としてマイクロエマルションを利用する方法(ME法)を提案し,担持金属粒子の粒子径独立制御および金属粒子の露出率向上に関する検討を行い,以下の知見を得た.【1】シリカおよびジリコニア担持貴金属触媒をME法によって調製したところ,従来の含浸法触媒よりもCOおよびCO_2の水素化活性が著しく高いことがわかった.【2】その中でも活性が最も高いシリカ担持Rh触媒について,Rh担持量とは無関係にRh粒子径の独立制御を試みた.マイクロエマルションのミセルの大きさやRh塩濃度を変えることによって,Rh粒子径を3〜6nmの範囲で制御できることがわかった.さらに,界面活性剤の親水基長さ,溶媒鎖長および微粒子合成温度を変えることによって1.5〜9nmの広い範囲で粒子径を制御することが可能となった.特に,1.5nmと極めて小さくかつ均一なRh粒子をもつ触媒が調製できたことの意義は極めて大きい.また,Pd/ZrO_2触媒においても同様の粒子径制御が行えることがわかった.【3】粒子径制御された触媒のCO水素化反応特性を調べた結果,Rh粒子径が約5nmのところで,Rh1原子あたりの活性が最も高くなることがわかった.【4】ME法で調製した触媒のRh粒子は,その一部が担体内に埋没してその部分が触媒として有効に機能していないことがわかった.そこで,ME法において触媒調製条件がRHの表面露出率に及ぼす影響について調べた結果,加水分解時間を短くし,かつ含水率を大きくすることによって,Rhの表面露出率を80%近くまで高くすることができた.また,表面露出率が向上することによって,CO水素化活性がさらに数倍も高くなることがわかった.
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