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2020 年度 実績報告書

アパタイト型化合物への金属固溶・析出現象を利用した排ガス浄化用複合金属触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00591
研究機関秋田大学

研究代表者

加藤 純雄  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (50233797)

研究分担者 小笠原 正剛  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (40431613)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードアパタイト / 金属イオン / 析出挙動
研究実績の概要

本研究ではこれまでにアパタイト型リン酸塩への金属水溶液の含浸後熱処理を行う方法でアパタイト型構造のチャネル内にCuおよびFeイオンが導入できること,さらに金属イオンの固溶・析出には焼成雰囲気中の水蒸気量が影響することを見出している。そこで、本年度はアパタイト型リン酸塩A10(PO4)6(OH)2のチャネル内にCuおよびNiイオンを導入した化合物からの金属イオンの析出挙動について検討を行った。アパタイトにCuおよびNiを含む水溶液を含浸後、N2中900℃で熱処理することでCa10(PO4)6CuxNiyOzを合成し、得られたアパタイト型化合物を、大気中およびN2中で熱処理を行い、金属イオンの析出挙動を調査した。その結果、CuとNi両イオンを導入する場合、Cu量が増加すると,固溶できるNi量が減少することが分かった。また, Cuのみ,NiのみおよびCuとNi両イオンを固溶したアパタイトを10%の水蒸気を含む空気中、600~900℃で熱処理した結果, CuまたはNiのみを含む試料からの金属イオンの析出温度とCuおよびNi両イオンを含む試料からのCu、Niイオンの析出温度が異なることが明らかとなり、チャネル内に固溶したイオン間で相互の析出挙動に影響を及ぼすことが示唆された。このことは固溶させる金属イオンの組み合わせにより、金属析出挙動が制御できる可能性を示しており、今後,熱処理条件と析出した金属種の組成を検討することにより、触媒の活性種となる金属種の複合化が可能となることで、非貴金属系排ガス浄化触媒の候補材料開発のための指針が得られることが期待できる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] チャネル内にCu, Fe イオンを含むアパタイト型リン酸塩の合成2021

    • 著者名/発表者名
      加藤純雄,鹿川聡太,齊藤寛治,小笠原正剛
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年年会
  • [学会発表] Cu含有ハイドロキシアパタイトからのCu種の析出挙動2020

    • 著者名/発表者名
      加藤純雄,鹿川聡太,齊藤寛治,小笠原正剛
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] チャネル内にMnを含むハイドロキシアパタイトの合成2020

    • 著者名/発表者名
      宇佐見優真,齊藤寛治,小笠原正剛,加藤純雄
    • 学会等名
      令和2年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • [学会発表] チャネル内にCu, Ni両イオンを含むアパタイト型リン酸塩の合成と析出挙動の検討2020

    • 著者名/発表者名
      鹿川聡太,齊藤寛治,小笠原正剛,加藤純雄
    • 学会等名
      令和2年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会

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公開日: 2021-12-27  

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