| 研究課題/領域番号 |
22K14534
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 金沢大学 (2023)
山形大学 (2022) |
|---|
研究代表者 |
藤原 翔 金沢大学, 新学術創成研究機構, 助教 (70816628)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
|
|---|
| キーワード | 火炎噴霧熱分解法 / Ag / TiO2 / 担体効果 / 固体触媒 / CO酸化反応 / SMSI / 触媒 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
Agクラスターは特異な活性や選択性を持つため、新規高性能触媒として期待されている。しかしAgは他の貴金属と比較して熱的安定性に乏しく容易に凝集するため、工業利用が困難である。本研究では、工業化実績のある火炎噴霧熱分解法を用いて、「燃焼場により還元された酸化物担体とAg間の相互作用を利用した、Agクラスター安定化技術」を創出する。
|
| 研究実績の概要 |
Agクラスター（～1nm）触媒は選択酸化反応等で特異な性能を示すことから注目されている。しかし，Agクラスターは容易に凝集するため微粒化が困難であった。本研究では，燃焼反応によって誘起されたAg-TiO2間の相互作用によりAgクラスターを安定化を試みた。
Ag担持量に関わらず主要なTiO2の結晶相はアナターゼ型であったが，相互作用の発現に由来するTiOxの生成が確認された。また電子顕微鏡測定によってAgクラスターの存在が確認された。
触媒活性評価装置を用いたH2パルス滴定測定によって，反応に寄与する活性酸素種量を測定した。Ag担持量の増加によって触媒中に含まれる活性酸素種の量は増加するが，Ag量が30～40wt%の条件ではほぼ変化しなかった。H2によって消費された触媒中の活性酸素種は10%O2-Heに暴露すると再生する。しかしAg量が30wt%以上では，１回目のH2パルス滴定測定前と比較して活性酸素種の量が減少した。
開発したAgクラスター触媒のCO酸化反応活性を評価したところ，室温（25℃）で反応が進行することを見出した。この触媒は空気中350℃で2時間焼成した後も，焼成前と同等のCO酸化活性を有していた。含浸法で調製したAg/TiO2触媒は70℃以下では反応が進行しないことから，開発したAgクラスターが高い触媒活性と安定性を有していることが判明した。
本研究により得たAgクラスター担持に関する知見は，様々なクラスター触媒（ZnOやVOx）の担持に適用可能であり，これらクラスターがCO2水素化反応や酸化カップリング反応を効率的に進行させることを見出した。よって，高活性Agクラスターにとどまらず様々な高活性クラスター触媒を合成するための知見を得ることができた。
|
