シンタリングを防止する触媒の創製-触媒金属微粒子を包接した担持触媒の調製

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450328
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 岸田 昌浩 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (60243903)
• 研究分担者: 多湖 輝興 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (20304743) ; 若林 勝彦 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20220832)
• キーワード: マイクロエマルション法 / アルミナ担持白金触媒 / シリカ包接白金微粒子 / シリカ包接ロジウム微粒子 / 耐シンタリング

研究概要

1.マイクロエマルション法によって調製した担持貴金属触媒の耐シンタリング性の向上および熱処理に対する触媒活性の低下の抑制に関する研究を行った。含浸法、ゾルゲル法、マイクロエマルション法でAl_2O_3担持Pt触媒を調製し、Pt粒子の耐シンタリング性、坦体Al_2O_3の熱的安定性を検討した。
マイクロエマルション法、ゾルゲル法、含浸法触媒について、Pt粒子の耐シンタリング性を調べた結果、Pt粒子が担体Al_2O_3によって被覆された構造のマイクロエマルション法やゾルゲル触媒の方が、Pt粒子が担体Al_2O_3表面上に存在する含浸法触媒よりも高いことがわかった。また、Pt粒子の耐シンタリング性を向上させるためには、触媒を加圧圧縮してPt粒子の移動を物理的に抑制することが有効であることがわかった。
2.坦体金属酸化物であるSiO_2によって触媒貴金属微粒子が完全に被覆された、SiO_2包接Pt触媒、SiO_2包接Rh触媒をマイクロエマルション法によって調製し、900℃で12時間の熱処理に対するシンタリングの抑制法および上記熱処理に対する触媒活性の低下の抑制に関する研究を行った。
PtおよびRh微粒子をSiO_2で包接した構造は、900℃で12時間の厳しい熱処理に対しても微粒子のシンタリングを抑制することが明らかとなった。また、包接物質であるSiO_2層の厚みを変えて調製したSiO_2包接型PtおよびRh粒子の耐シンタリング性を調べた結果、包接SiO_2層の厚みによらず包接型粒子は高い耐シンタリング性を有することが明らかとなった。包接芯物質がPtの場合、反応ガスがPt粒子表面上に吸着できないためにNO-CO反応活性は著しく低いが、包接芯物質がRhの場合、反応ガスはRh粒子表面上に吸着することが可能であり、NO-CO反応が充分進行することが明らかとなった。SiO_2層の厚みを薄くして調製したSiO_2包接型Rh触媒は、熱処理によるSiO_2細孔の減少が抑制され、900℃で12時間の熱処理に対しても触媒活性の低下を抑制することが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] M.Kishida, T.Tago, T.Hatsuta, K.Wakabayashi: "Preparation of Silica-Coated Rhodium Nanoparticles Using Water-in-Oil Microemulsion"Chemistry Letters. 1108-1109 (2000)
• [文献書誌] M.Ikeda, T.Tago, M.Kishida, K.Wakabayashi: "Thermal stability of Pt particles of Pt/Al203 catalysts prepared using microemulsion and catalytic activity in NO-CO reaction"Catalysis Communications. 2. 261-267 (2001)
• [文献書誌] T.Hanaoka, T.Tago, M.Kishida, K.Wakabayashi: "Size Control of Metastable ZuS Particles in w/o Microemulsion"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 74. 1349-1354 (2001)
• [文献書誌] H.Hayashi, S.Murata, T.Tago, M.Kishida, K.Wakabayashi: "Low carbon deposition on CO2 reforming of methane over Ni/Al203 catalysts prepared using W/O microemulsion"Journal of the Jaoan Petroleum Institute. 44. 334-337 (2001)
• [文献書誌] M.Ikeda, T.Tago, M.Kishida, K.Wakabayashi: "Thermal stability of an SiO2-coated Rh catalyst and catalytic activity in NO reduction by CO"Chemical Communication. 2512-2513 (2001)
• [文献書誌] T.Tago, Y.Shibata, T.Hatsuta, M.Kishida, S.Tashiro, K.Wakabayashi: "Synthesis of Silica-Coated Rhodium Nanoparticles in Reversed Micellar Solution"Journal of Materials Science. (in press).