DXAFS法によるゼオライトでの金属ナノクラスターの動的構造変化観察

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17034044
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 奥村 和 鳥取大学, 工学部, 助手 (30294341)
• 研究分担者: 加藤 和男 高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員
• キーワード: ゼオライト / クラスター / 時間分解EXAFS / パラジウム / 触媒

研究概要

ゼオライト細孔内に内包された金属クラスターは有用な触媒として機能するが、形成されるクラスターの構造は担体であるゼオライトの構造や酸性質の影響を強く受ける。本研究ではDXAFSやQXAFSといった手法によって水素雰囲気下でクラスターが形成される過程、または酸素によって再分散する過程を追跡し、触媒の活性点の形成に及ぼす担体の酸点の影響を調べることを目指した。酸型のモルデナイトやZSM-5にPdを担持し、水素雰囲気下でのクラスターの形成過程をDXAFSによって追跡した。その結果、一旦安定な6核クラスターを形成し、その後外表面上で凝集することがわかった。さらに500℃で酸素を導入すると、単分子状の酸化物として酸点上に再分散する様子が観察された。このような金属クラスターの形成・再分散は可逆的に見られた。H-Y型ゼオライトを担体とした場合には13核程度のクラスターが形成していた。このクラスター上ではHeck反応が溶媒に溶出せずに効率的に進行し、再利用も可能であることがわかった。H-Y型ゼオライトにAuを担持させたところ、0℃においてCO-O_2反応に高活性を示した。Na-Y型ゼオライトでは著しくAuが凝集していたのに対し、H-Yを使うとAuの凝集が抑制されていた。前処理時に酸点および気相にH_2が存在することにより高分散なAuクラスターが形成され、高活性を示したものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Formation and Redispersion of Silver Clusters in Ag-MFI Zeolite as Investigated by Time-Resolved QXAFS and UV-Vis (2007)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Shimizu, Kenji Sugino, Kazuo Kato, Shigeru Yokota, Kazu Okumura, Atsushi Satsuma
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 1683-1688
• [雑誌論文] The importance of Fe loading on the N_2O reduction with NH_3 over Fe-MFI : Effect of acid site formation on Fe species (2007)
  • 著者名/発表者名: Kou Sugawara, Takeshi Nobukawa, Masanori Yoshida, Yoshihiro Sato, Kazu Okumura, Keiichi Tomishige, Kimio Kunimori
  • 雑誌名: Appl. Catal. B 69 ページ: 154-163
• [雑誌論文] Surface modification of Ni catalysts with trace Pd and Rh for oxidative steam reforming of methane (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuya Mukainakano, Baitao Li, Shigeru Kado, Tomohisa Miyazawa, Kazu Okumura, Toshihiro Miyao, Shuichi Naito, Kimio Kunimori, Keiichi Tomishige
  • 雑誌名: Appl. Catal. A 318 ページ: 252
• [雑誌論文] Reductive Activation of O_2 with H_2 Reduced Silver Clusters as a Key Step in the H_2-Promoted Selective Catalytic Reduction of NO with C_3H_8 over Ag/Al_2O_3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Shimizu, Masao Tsuzuki, Kazuo Kato, Shigeru Yokota, Kazu Okumura, Atsushi Satsuma
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 111 ページ: 950-959
• [雑誌論文] Role of active oxygen transients in selective catalytic reduction of N_2O with CH_4 over Fe-zeolite catalysts (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nobukawa, Kou Sugawara, Kazu Okumura, Keiichi Tomishige, Kimio Kunimori
  • 雑誌名: Appl. Catal. B : Environmental 70 ページ: 342-352
• [雑誌論文] Neutron diffraction an X-ray absorption study of Ag5Pb2O6 (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshii, M.Mizumaki, K.Kato, T.Uruga, H.Abe, A.Nakamura, Y.Shimojo, Y.Ishii, Y.Morii
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 3180 ページ: 377-381
• [雑誌論文] ime-Resolved Energy-Dispersive XAFS Station for Wide-Energy Range at SPring-8 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kato., Tomoya Uruga, Hajime Tanida, Shigeru Yokota, Kazu Okumura, Yasuhiko Imai
  • 雑誌名: AIP Conference Proceeding i87 ページ: 1214-1217
• [雑誌論文] Development of Ni catalysts for tar removal by steamgasification of biomass (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeo Kimura, Tomohisa Miyazawa, Jin Nishikawa, Shigeru Kado, Kazu Okumura, Toshihiro Miyao, Shuichi Naito, Kimio Kunimori, Keiichi Tomishige
  • 雑誌名: Applied Catalysis B : Environmental 68 ページ: 160-170
• [雑誌論文] Oxidative steam reforming of methane under atmospheric and pressurized conditions over Pd/NiO-MgO (2006)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Nurunnabi, Yuya Mukainakano, Shigeru Kado, Tomohisa Miyazawa, Kazu Okumura, Toshihiro Miyao, Shuichi Naito, Kimihito Suzuki
  • 雑誌名: Appl. Catal. A 308 ページ: 1
• [雑誌論文] Pd loaded on high silica support active for the total oxidation of diluted methane in the presence of water vapor (2006)
  • 著者名/発表者名: Kazu Okumura, Eishi Shinohara, Miki Niwa
  • 雑誌名: Catal. Today 117 ページ: 577-583
• [雑誌論文] Strong Inhibition Effect of Sulfur Impurities in Alumina Suports on the Catalytic Activity of Rh in the CH_4-CO_2 Reforming Reaction (2006)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Yokota, Kazu Okumura, Miki Niwa
  • 雑誌名: Appl. Catal. A 310 ページ: 122-126
• [雑誌論文] Speciation of iodine in solid environmentaI samples by iodine K-edge XANES : application to soils and ferromanganese oxides (2006)
  • 著者名/発表者名: Sayuri Kodama, Yoshio Takahashi, Kazu Okumura, Tomoya Uruga
  • 雑誌名: Science of the Total Environment 363 ページ: 275-284
• [図書] SPring-8の高輝度放射光を利用した先端触媒開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村和・丹羽幹
  • 総ページ数: 477
  • 出版者: エヌ・ティー・エス