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ディーゼル脱硝用金属酸化物触媒の分子設計

研究課題

研究課題/領域番号 13750724
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 触媒・化学プロセス
研究機関新潟大学

研究代表者

清水 研一  新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (60324000)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2002年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードNO選択還元反応 / ディーゼル排ガス / X線吸収スペクトル / 触媒構造解析 / 触媒設計 / 酸化物触媒 / アルミネート / in-situ赤外分光法
研究概要

炭化水素によるNO選択還元反応が、酸素過剰雰囲気下での新しいNOx除去プロセスを目指した触媒反応として注目されている。これまで主に検討されてきた金属イオン交換ゼオライトは、本反応に高い活性を示すものの、実用化においては耐久性の問題が指摘されている。一方、金属酸化物触媒も本反応に活性を示すことが早くから知られているが、活性の点ではゼオライト系触媒には及ばないとされてきた。本研究では、昨年度に引き続き、高い耐久性を持つ酸化物触媒のディーゼル排ガス模擬条件での脱硝特性を検討するとともに、活性支配因子に関する表面化学的検討を行った。
種々の触媒上でのNO選択還元特性における炭化水素の種類を検討し、その結果を金属交換ゼオライト触媒での結果と比較考察した。その結果、どちらの系も炭素鎖長の長い炭化水素を還元剤として用いた方が高い脱硝性能を示すものの、活性向上率はアルミネート系の触媒においてより著しいことが示された。
一方、X線吸収スペクトル,UV-VISにより、触媒の局所構造解析を行い、高沸点炭化水素、SO_x存在下でも高い性能を示す触媒の構造的特性を明らかにした。X線吸収スペクトルを中心とした触媒の局所構造の解析を行い、触媒活性成分の担体上への高分散化、配位数の制御がディーゼル脱硝特性に影響することを明らかにした。本結果により触媒の構造最適化への的確な指針を得た。また、反応前後の触媒構造解析により、触媒の耐久性向上の方策を提案した。
上記検討から得られる指針をもとに、ディーゼル脱硝に高性能を示す新規触媒システムを提案した。

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] Junji Shibata: "Influence of hydrocarbon structure on selective reduction of NO by hydrocarbons over Cu-A1_2O_3"Applied Catalysis B. 37. 197-204 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 清水研一: "Selective Reduction of NO by Higher Hydrocarbons on Silver-Alumina Catalysts : Structure of Active Sites and Reaction Mechanism"Applied Catalysis B : Environmental. 30. 151-162 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 清水研一: "Mechanistic causes of hydrocarbon effect on the activity of Ag-Al_2O_3 catalyst for the selective reduction NO"Physical Chemistry and Chemical Physics. 3. 880-884 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 清水研一: "Metal oxide catalysts for selective reduction of NO_x by hydrocarbons : toward molecular basis for catalyst design"Catalysis Survey from Japan. 4. 115-123 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 薩摩 篤(岩本正和監修): "環境触媒ハンドブック"エヌ・ティー・エス. 976 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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