| 研究概要 |
グリコサーマル法によるGa_20_3-Al_20_3複合酸化物の合成を検討し、アルミニウムイソプロポキシドとガリウムアセチルアセトナトとの1,4-ブタンジオールあるいは1,5-ペンタンジオール中300℃2時間の反応でガンマ型Ga_20_3-Al_2O_3複合酸化物が生成し、この複合酸化物中、ガリウムは選択的にスピネルの四配位座をアルミニウムは六配位座を占めることを見出した。この方法で調製したGa_20_3-Al_20_3複合酸化物は共沈法やソルゲル法で調製した複合酸化物に比べ、メタンを還元剤とするNOxの選択的還元反応に高い活性を持つことを見出した。この触媒の活性は全ガリウム中の四配位ガリウムの比に比例することから、第二配位圏にアルミニウムの存在する四配位ガリウムが活性点であると結論した。グリコサーマル反応の反応系にホウ酸メチルや酢酸亜鉛を添加して合成したホウ素あるいは亜鉛修飾Ga_2O_3-Al_2O_3複合酸化物も脱硝反応に高い活性を持つことを見出した。亜鉛修飾の揚合には亜鉛の添加は四配位ガリウムの割合を低下させるが、結晶性を増加させ、脱硝反応において副生する水が触媒表面に強く吸着することによる反応阻害を軽減させることを見出した。脱硝反応では、メタンの活性化が律速段階で、水が触媒表面に強吸着してメタンの解離吸着を阻害すると結論した。このため、結晶性の良い触媒ほど水の吸着が少なく活性が高いことを見出した。種々の溶媒を用いるソルボサーマル反応を検討し、ジエチレントリアミンを用いると極めて結晶性の高いGa_2O_3-Al_2O_3複合酸化物触媒が得られることを見出し、また、この触媒がメタンを還元剤とするNOの選択還元反応に極めて高い活性を持つことを見出した。
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