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階層構造を有する希土類オキシ硫酸塩の大容量酸素ストレージ機能発現と応用

研究課題

研究課題/領域番号 17042021
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関熊本大学

研究代表者

町田 正人  熊本大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (70211563)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード酸素ストレージ / オキシ硫酸塩 / 触媒 / テンプレート / 酸化還元 / 階層構造
研究概要

本研究では、既存物質(CeO_2系)に比べて実質10倍量もの大容量02吸蔵・放出を実現する画期的な希土類オキシ硫酸塩の物質設計を検討している。昨年度の研究において、反応性テンプレート法によって合成したPr-ドデシル硫酸塩層状複合体を経由して得られるナノ粒子が、酸素ストレージの作動温度の低減に有効であることを見出した。本年度は酸素ストレージの低温作動化および触媒機能化を目的として、触媒成分との複合化および階層構造化を検討した。昨年度開発した反応性テンプレート法により合成したPr_2O_2SO_4に含浸法で種々の金属を担持した。キャラクタリゼーションにはXRD、XRF、TPR/TPRO,TGなどを用いた。試料の還元には5%H_2/He、再酸化には2.5%O_2/Heを用いた。CO-O_2触媒反応は通常の流通系反応装置で評価した。その結果、比較的多量のNiとPr_2O_2SO_4とを複合化することによって酸素ストレージの低温作動化に成功した。本触媒はCO/O_2サイクル反応において担持Pd試料に比べて高い触媒性能を示した。優れた酸素ストレージ触媒機能は以下のように説明できる。すなわち、(1)500℃以下でNi自身が酸化還元することにより酸素吸蔵放出能を示す。(2)500℃以上ではNiによるスピルオーバーおよび触媒効果によってオキシ硫酸塩の酸素吸蔵放出が促進される。(3)Ni/NiOが触媒活性成分として機能する。(4)Ni/NiOとオキシ硫酸塩との反応性が低く、高温でも安定な界面構造を保持する。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (7件)

  • [雑誌論文] Ln-dependence of Large-capacity Oxygen Storage/release Property of Ln Oxysulfate/oxysulfide Sysmems2007

    • 著者名/発表者名
      M.Machida, T.Kawano, M.Eto, D.J.Zhang, K.Ikeue
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials Vol.19,No.4

      ページ: 954-960

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Layered Pr-Dodecyl Sulfate Mesophases as Precursors of Pr_2O_2SO_4 Having a Large Oxygen-Storage Capacity2006

    • 著者名/発表者名
      M.Machida, K.Kawamura, T.Kawano, D.J.Zhang, K.Ikeue
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry Vol.16

      ページ: 3084-3090

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Catalytic Properties of Novel La-Sr-Cu-O-S Perovskites for Automotive C_3H_6/CO Oxidation in the Presence of SO2006

    • 著者名/発表者名
      M.Machida, K.Ochiai, K.Ito, K.Ikeue
    • 雑誌名

      Catalysis Today Vol.117

      ページ: 584-587

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis, crystal structure and catalytic activity for C_3H_6 combustion of La-Sr-Cu-O-S with K_2NiF_4-type perovskite structure2006

    • 著者名/発表者名
      M.Machida, K.Ochiai, A.Watajima, K.Ikeue
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis Vol.238, No.1

      ページ: 58-66

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Large-capacity Oxygen Storage by Lanthanide Oxisulfate/Oxysulfide Sytems2005

    • 著者名/発表者名
      M.Machida, K.Kawamura, K.Ito, K.Ikeue
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials Vol.17

      ページ: 1487-1492

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Catalytic Properties of Novel La-Sr-Cu-0-S Perovskites for Automotive C_3H_3/CO Oxidation in the Presence of SOx2005

    • 著者名/発表者名
      M.Machida, K.Ochiai, K.Ito, K.Ikeue
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International Workshop on Catalytic Combustion Vol.1

      ページ: 193-198

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 大容量酸素ストレージ物質の開発2005

    • 著者名/発表者名
      町田正人, 池上啓太
    • 雑誌名

      未来材料 5巻、9号

      ページ: 16-21

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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