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硬X線XAFSイメージング分光による固体触媒ミクロ構造と反応性の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 26288005
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

唯 美津木  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授 (70396810)

連携研究者 松井 公佑  名古屋大学, 大学院理学研究科, 助教 (90754309)
石黒 志  理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (20752455)
邨次 智  名古屋大学, 大学院理学研究科, 助教 (20545719)
黄 秀兵  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 研究員
研究協力者 王 飛  名古屋大学, 大学院理学研究科, 大学院生
宮本 翔太  名古屋大学, 大学院理学研究科, 大学院生
榎本 香里  名古屋大学, 大学院理学研究科, 大学院生
鈴木 陽也  名古屋大学, 大学院理学研究科, 大学院生
田口 将寛  名古屋大学, 大学院理学研究科, 大学院生
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2014年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード固体触媒 / XAFS / 可視化 / イメージング / 不均質性 / 顕微分光 / X線 / 触媒 / 酸素拡散 / 触媒・化学プロセス / ナノ材料 / 構造解析 / XAFS
研究成果の概要

固体触媒の空間構造を可視化する手法として、X線吸収微細構造法とイメージング手法を組み合わせたイメージングXAFS法を立ち上げ、固体触媒材料の2次元/3次元XAFS構造解析を行った。極細X線ビームを用いた走査型顕微XAFS法により、自動車排ガス浄化に用いられるCe-Zr酸化物について、酸素吸蔵・放出過程における粒子内部のCe価数をイメージングすることに成功した。酸化物粒子内の酸素拡散の様子が可視化され、酸素吸蔵と放出過程で異なる反応様式で反応が進行することが分かった。また、結像型イメージングXAFS法やCT-XAFS法を立ち上げ、樹状型酸化鉄結晶の相転移過程や電極触媒の3次元分布を可視化した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] インスブルック大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 走査型顕微XAFS法を用いた固体触媒のイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      石黒志, 松井公佑, 唯美津木
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 59 ページ: 69-75

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Imaging of Oxygen Diffusion in Individual Platinum/Ce2Zr2Ox Catalyst Particles During Oxygen Storage and Release2016

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, N. Ishiguro, K. Enomoto, O. Sekizawa, T. Uruga, and M. Tada
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 号: 39 ページ: 12022-12025

    • DOI

      10.1002/anie.201606046

    • NAID

      120005946580

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 空間分解 XAFS による不均一系固体触媒のイメージング解析2016

    • 著者名/発表者名
      松井公佑, 唯美津木
    • 雑誌名

      Journal of the Vacuum Society of Japan

      巻: 59 号: 11 ページ: 307-314

    • DOI

      10.3131/jvsj2.59.307

    • NAID

      130005282118

    • ISSN
      1882-2398, 1882-4749
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Nano-XAFS Imaging of Oxygen Diffusion in Pt-Ce2Zr2Ox Particles during Oxygen Storage/Releas2017

    • 著者名/発表者名
      H. Matsui, N. Ishiguro, K. Enomoto, T. Uruga, O. Sekizawa, and M. Tada
    • 学会等名
      253rd ACS National Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 年月日
      2017-04-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高い酸化還元能を有する新規Ce-Cr-Rh系複合酸化物の調製とアルコール選択酸化2017

    • 著者名/発表者名
      永瀬晶子, 黄秀兵, 横田元一, 邨次智, 唯美津木
    • 学会等名
      第97回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      日吉
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 走査型顕微XAFS分光法による酸化鉄結晶内酸素吸蔵・放出に伴う結晶相分布変化の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽也, 松井公佑, 石黒志, 新田清文, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 寺田靖子, 唯美津木
    • 学会等名
      第97回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      日吉
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 結像顕微XAFS法による樹状型FeOx結晶粒子の化学状態イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      石黒志, 松井公佑, 鈴木陽也, 関澤央輝, 新田清文, 関澤央輝, 寺田靖子, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第97回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      日吉
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 走査型顕微XAFS法によるCe2Zr2Ox触媒粒子内の酸素拡散様式イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      松井公佑, 石黒志, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第97回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      日吉
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] XAFSイメージングによる固体触媒構造・反応の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      唯 美津木
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 硬X線タイコグラフィーによる価数識別イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      広瀬真, 下村啓, N. Burdet, 松井公佑, 唯美津木, 高橋幸生
    • 学会等名
      第30回放射光学会年会・合同シンポ
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 走査型顕微XAFS法によるCe2Zr2Ox粒子内の酸素拡散様式の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      松井公佑, 石黒志, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第30回放射光学会年会・合同シンポ
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 結像顕微XAFS法による樹状型FeOx粒子の化学状態イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      石黒志, 松井公佑, 鈴木陽也, 関澤央輝, 新田清文, 寺田靖子, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第30回放射光学会年会・合同シンポ
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 走査型顕微XAFS法による酸化鉄粒子のレドックス能劣化過程における結晶相分布の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽也, 松井公佑, 石黒志, 新田清文, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 寺田靖子, 唯美津木
    • 学会等名
      第30回放射光学会年会・合同シンポ
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Pt/Ce2Zr2Ox触媒粒子の酸素吸蔵・放出サイクルにおける酸素拡散様式のイメージング解析2016

    • 著者名/発表者名
      松井公佑, 石黒志, 榎本香里, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第19回XAFS討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] In situ XAFS Imaging of Electrocatalysts in PEFCs2016

    • 著者名/発表者名
      Mizuki TADA
    • 学会等名
      The 16th International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In situ XAFS Imaging of Heterogeneous Catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tada
    • 学会等名
      International Symposium of The Spectroscopical Society of Japan, "Advanced Spectroscopy and Imaging with Nano-scale Resolution"
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In situ XAFS Imaging of Heterogeneous Catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Mizuki TADA
    • 学会等名
      International Symposium of The Spectroscopical Society of Japan, “Advanced Spectroscopy and Imaging with Nano-scale Resolution”
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 走査型顕微XAFS法によるPt接触Ce2Zr2Ox触媒の酸化還元反応下の粒子内Ce酸化状態分布イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      松井公佑, 石黒志, 榎本香里, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第96回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イメージングXAFSによる燃料電池電極触媒の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      第2回放射光連携ワークショップ「空間階層構造の可視化と物質科学研究」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-02-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ顕微XAFS法によるPt/Ce2Zr2Ox触媒粒子界面の酸化還元反応下における化学状態イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      榎本香里, 石黒志, 松井公佑, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第29回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 時間・空間分解XAFS分光による固体高分子形燃料電池電極触媒のその場構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      2015年真空・表面科学合同講演会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SPring-8における新しい顕微XAFS2015

    • 著者名/発表者名
      新田清文, 宇留賀朋哉, 関澤央輝, 鈴木基寛, 河村直巳, 水牧仁一朗, 石黒志, 唯美津木
    • 学会等名
      PF研究会「X線顕微分析の新展開:STXMから硬X線複合分析まで」
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-10-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 固体材料の元素可視化2015

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      第7回岩澤コンファレンス「サステイナブル社会のための最先端触媒化学・表面科学」
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ走査型顕微XAFS法によるPt担持Ce2Zr2Ox粒子触媒のCe酸化状態イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      榎本香里, 石黒志, 松井公佑, Kityakarn Sutasinee, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第95回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In situ顕微XAFS法によるPt接触Ce2Zr2Ox粒子の酸化状態イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      榎本香里, 石黒志, 松井公佑, Kityakarn Sutasinee, 関澤央輝, 宇留賀朋哉, 唯美津木
    • 学会等名
      第28回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      草津
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 空間分解XAFS計測による触媒材料構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      第28回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      草津
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] XAFS Techniques for Catalysts, Nanomaterials, and Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Eds. Y. Iwasawa, K. Asakura, M. Tada
    • 総ページ数
      556
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 所属研究者の研究室のwebページ

    • URL

      http://cat.chem.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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