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2018 年度 実績報告書

表面金属種の配列を制御した二元系金属担持触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06856
研究機関九州大学

研究代表者

永長 久寛  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (90356593)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード金属担持触媒 / バイメタリック粒子
研究実績の概要

貴金属担持触媒は酸化・還元反応に優れた活性を示すキーマテリアルであるが,貴金属資源は希少かつ高価であるため,使用量低減と触媒活性向上の両立が求められている.本研究では貴金属触媒の高機能化手法の一つとして,安価な遷移金属との複合化による特性向上を目指した.まず,Pt-FeOx共担持触媒(Pt-FeOx/TiO2)がPt担持触媒(Pt/TiO2)に比べて高いCO酸化活性を示すことを見出した.また,Pt-FeOx/TiO2の触媒特性は前処理条件や反応履歴に大きく依存していることから,FeOxの構造変化が触媒特性に影響を及ぼすことがわかった.また,FeOxのみを担体としたPt担持触媒(Pt/FeOx)を調製し,Pt/FeOxのCO酸化活性とFeOx構造の相関性について検討した.XRD,XAFS測定より,調製したFeOx担体はコランダム型構造のα-Fe2O3であり,Ptはα-Fe2O3担体上に高分散に担持されていることがわかった.Pt/FeOx触媒を調製し,様々な反応条件におけるFeOx担体構造をXRD,XAFSにより追跡し,触媒特性との相関性について検討したところ,200℃でのH2還元処理および200℃でのCO酸化反応により担体構造がα-Fe2O3からγ-Fe2O3に変化しCO酸化活性が向上することが明らかとなった.H2-TPR測定および酸素濃度を切り替えた際のCO酸化特性の変化より,反応性の高い格子酸素を有するγ-Fe2O3に変化することでCO酸化特性が向上したと考えられる.以上のように,Pt-FeOxの相互作用を利用することでPtの触媒酸化性能を制御できることが明らかとなった.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] The Effect of SO2 and H2O on the Interaction Between Pt and TiO2(P-25) During Catalytic CO Oxidation2019

    • 著者名/発表者名
      Taira Kenji、Einaga Hisahiro
    • 雑誌名

      Catalysis Letters

      巻: 149 ページ: 965~973

    • DOI

      10.1007/s10562-019-02672-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ozone-assisted catalysis of CO: In situ Fourier transform IR evidence of the cooperative effect of a bimetallic Ag-Pd catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Tou Akihiro、Kim Hyun-Ha、Einaga Hisahiro、Teramoto Yoshiyuki、Ogata Atsushi
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 355 ページ: 380~389

    • DOI

      10.1016/j.cej.2018.08.159

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ag-loaded cerium-zirconium solid solution oxide nano-fibrous webs and their catalytic activity for soot and CO oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Chanmin、Jeon Yukwon、Kim Taehyen、Tou Akihiro、Park Joo-Il、Einaga Hisahiro、Shul Yong-Gun
    • 雑誌名

      Fuel

      巻: 212 ページ: 395~404

    • DOI

      10.1016/j.fuel.2017.10.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Design and fabrication of supported Pt-Ru and Pt-Fe bimetallic catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Hisahiro Einaga, Naoya Kihara, Ryo Shiranita, Tomoo Takayama, Hajime Hojo
    • 学会等名
      National Symposium on Catalysis, CATSYMP23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and preparation of supported metal nanoparticle catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Hisahiro Einaga, Hajime Hojo
    • 学会等名
      16th Japan-Taiwan Joint Symposium on Catalysis -New Horizon of Catalytic Science and Technology-
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pt-FeOx相互作用による触媒特性向上効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      中浦良太、高山朝大、北條元、永長久寛
    • 学会等名
      第122回触媒討論会

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公開日: 2019-12-27  

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