| 研究課題/領域番号 |
17350100
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
今中 信人 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30192503)
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| 研究分担者 |
増井 敏行 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00304006)
田村 真治 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (80379122)
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| キーワード | 公害防止・対策 / 構造・機能材料 / 触媒・化学プロセス / セラミックス / 酸素貯蔵量 / 排ガス浄化触媒 / 酸化セリウム / 酸化ビスマス |
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| 研究概要 |
近年の排ガス規制強化に伴い、自動車排ガス浄化触媒に用いられる複合酸化物材料において、酸化還元活性化温度の低温化、および耐熱性の向上が急務となっている。
本研究では、300〜400℃の低温域で高い酸化-還元特性を示すCeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3複合酸化物(当研究室で開発)に酸素透過性を有する銀(Ag)を添加することで、高温で還元-再酸化処理を繰り返しても、低温における酸素放出能を維持できる新規な複合酸化物の開発を目指した。その結果、900℃で還元-再酸化処理を繰り返しても、300℃以下における酸素放出能を安定に保持できる新規な複合酸化物を開発した。粉末X繰回折およびラマンスペクトル測定により、CeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3複合酸化物へのAgの部分固溶が、耐熱性及び低温における酸化還元活性の向上に大きく寄与することが明らかとなった。
さらに、より低温において高い酸化還元活性を発現させることを目指し、高い比表面積と耐熱性を有するLa-安定化γ-Al_2O_3担体表面上に、CeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3複合酸化物を分散担持した新規な複合酸化物触媒を新たに調製し、その酸化還元特性およびメタン燃焼活性を評価した。その結果、開発された新規な複合酸化物触媒は、従来は貴金属触媒でしか成し得なかった、100℃以下という極めて低温において酸化還元活性を発現することを見いだした。すなわち、γ-Al_2O_3上へのCeO_2-ZrO_2-Bi_2O_3複合酸化物の担持により、粒子サイズはミクロンサイズからナノサイズへと著しく減少し、触媒表面近傍における短時間での酸化還元活性を表すダイナミック酸素貯蔵量は、担持前の約7.5倍(測定温度600℃)へと著しく増大した。また、担持効果によりメタン燃焼活性も従来触媒より向上することを明らかにした。
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