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表面金属種の配列を制御した二元系金属担持触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06856
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関九州大学

研究代表者

永長 久寛  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (90356593)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード金属担持触媒 / 構造制御 / ナノ粒子 / バイメタリック粒子 / 貴金属 / 遷移金属 / 二元金属触媒 / 保護コロイド / 触媒・化学プロセス
研究成果の概要

貴金属触媒の高機能化手法の一つとして安価な遷移金属との複合化による特性向上を目指した。Pt-FeOx共担持触媒(Pt-FeOx/TiO2)がPt担持触媒(Pt/TiO2)に比べて高いCO酸化活性を示すことを見出した。Pt-FeOx/TiO2の触媒特性は前処理条件や反応履歴に大きく依存していることから、FeOxの構造変化が触媒特性に影響を及ぼすことがわかった。Pt/FeOx触媒を調製し、FeOx担体構造と触媒特性の変化を追跡した結果、200℃での水素還元とCO酸化反応により担体構造がα-Fe2O3から反応性の高い格子酸素を有するγ-Fe2O3に変化しCO酸化活性が向上することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属担持触媒および助触媒を添加した触媒材料の調製方法については,含浸法など多くの手法が開発されているが、申請者が開発している「保護コロイド法」では貴金属粒子の粒径、構造を制御できるのみでなく、その表面に異種金属を高分散させることができる。本研究で得られた研究成果は遷移金属の複合化により貴金属の触媒特性を向上させるものであり、触媒調製法を確立することができた。調製した触媒材料の構造・物性と触媒特性の相関性を明らかにしており、触媒調製化学の進展に寄与すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] The Effect of SO2 and H2O on the Interaction Between Pt and TiO2(P-25) During Catalytic CO Oxidation2019

    • 著者名/発表者名
      Taira Kenji、Einaga Hisahiro
    • 雑誌名

      Catalysis Letters

      巻: 149 号: 4 ページ: 965-973

    • DOI

      10.1007/s10562-019-02672-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ozone-assisted catalysis of CO: In situ Fourier transform IR evidence of the cooperative effect of a bimetallic Ag-Pd catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Tou Akihiro、Kim Hyun-Ha、Einaga Hisahiro、Teramoto Yoshiyuki、Ogata Atsushi
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 355 ページ: 380-389

    • DOI

      10.1016/j.cej.2018.08.159

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ag-loaded cerium-zirconium solid solution oxide nano-fibrous webs and their catalytic activity for soot and CO oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Chanmin、Jeon Yukwon、Kim Taehyen、Tou Akihiro、Park Joo-Il、Einaga Hisahiro、Shul Yong-Gun
    • 雑誌名

      Fuel

      巻: 212 ページ: 395-404

    • DOI

      10.1016/j.fuel.2017.10.007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Silver and Manganese Oxide Catalysts Supported on Mesoporous ZrO2 Nanofiber Mats for Catalytic Removal of Benzene and Diesel Soot2016

    • 著者名/発表者名
      C. Lee, Y.-G. Shul, and H. Einaga
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 281 ページ: 460-466

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2016.05.050

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Design and fabrication of supported Pt-Ru and Pt-Fe bimetallic catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Hisahiro Einaga, Naoya Kihara, Ryo Shiranita, Tomoo Takayama, Hajime Hojo
    • 学会等名
      National Symposium on Catalysis, CATSYMP23
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and preparation of supported metal nanoparticle catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Hisahiro Einaga, Hajime Hojo
    • 学会等名
      16th Japan-Taiwan Joint Symposium on Catalysis -New Horizon of Catalytic Science and Technology-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pt-FeOx相互作用による触媒特性向上効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      中浦良太、高山朝大、北條元、永長久寛
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポリオール法を用いたPt系二元金属担持触媒の開発2017

    • 著者名/発表者名
      高山朝大、Chanmin Lee、北條元、永長久寛
    • 学会等名
      第55回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2017-01-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理計算によるPt-Rhバイメタリックナノ粒子触媒の物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      山本瞳・水上渉・木村加奈・北條元・青木百合子・永長久寛
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ptナノ粒子のTiO2担持後のポスト処理による 触媒特性向上効果2017

    • 著者名/発表者名
      吉﨑達・高山朝夫・北條元・永長久寛
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化鉄ナノ粒子をコアとした二元金属担持触媒の調製 および触媒特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      中浦良太・高山朝夫・北條元・永長久寛
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Design and preparation of supported metal nanoparticle catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      永長久寛・北條元
    • 学会等名
      16th Japan-Taiwan Joint Symposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and fabrication of supported Pt-Ru and Pt-Fe bimetallic catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Hisahiro Einaga, Naoya Kihara, Ryo Shiranita, Tomoo Takayama, Hajime Hojo
    • 学会等名
      CATSYMP23
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリオール法を用いたPt系バイメタリック粒子担持触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      高山朝大、永長久寛
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] CO-O2パルス法によるPt/TiO2触媒の酸化特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      吉崎 達、藤章裕、永長久寛
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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