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2018 年度 実績報告書

イオン伝導利用型の新しい高性能環境触媒

研究課題

研究課題/領域番号 17K14812
研究機関大阪大学

研究代表者

布谷 直義  大阪大学, 工学研究科, 助教 (40715314)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード環境触媒 / 揮発性有機化合物 / メタン / 酸化触媒 / 希土類 / イオン伝導
研究実績の概要

本研究では、温室効果ガスであるメタン、および人体や環境に有害な揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds; VOC)を、できる限り温和な条件下で完全燃焼可能な新しい環境触媒の創製を目的としている。
2018年度は、自動車排ガス用助触媒であるCeO2-ZrO2複合酸化物に、低価数のBi3+を固溶させることにより酸化物イオン欠陥を形成させ、酸化物イオン伝導性を向上させたCeO2-ZrO2-Bi2O3を創製した。これを酸化触媒であるPtとともに高比表面積のγ-Al2O3に担持したPt(0.7wt%)/Ce0.68Zr0.17Bi0.15O2-δ(16wt%)/γ-Al2O3触媒を創製したところ、ホルムアルデヒドを室温付近(20℃)で完全分解できることを明らかにした。
また、新規な助触媒として、酸化物イオン伝導体であるアパタイト型ケイ酸ランタン(La10Si6O27)にCo2+/3+を添加した材料を合成したLa10Si5CoO27-dが酸素を貯蔵放出する助触媒として機能し、これをPtとともにγ-Al2O3に担持することで、トルエンを120℃で完全分解できることも見出した。
このように、本研究期間を通し、イオン伝導の観点から様々な新しい環境触媒を創成してきた。その結果、従来触媒よりも低温での完全燃焼(メタン:280℃、トルエン:100℃、ホルムアルデヒド:20℃)を実現している。さらに、固体電解質分野で知られているアパタイト型ケイ酸ランタンの酸化物イオン伝導性に着目し、これが助触媒として機能することを発見した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Complete Oxidation of Formaldehyde over a Pt/CeO2-ZrO2-Bi2O3/SBA-16 Catalyst at Room Temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Matsuo, Naoyoshi Nunotani, and Nobuhito Imanaka
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 ページ: 715-718

    • DOI

      10.1246/cl.180153

    • 査読あり
  • [学会発表] ケイ酸ランタンを母体として用いた新規なトルエン燃焼触媒2019

    • 著者名/発表者名
      ○松尾健司、布谷直義、今中信人
    • 学会等名
      第57回セラミックス基礎科学討論会
  • [学会発表] CeO2-ZrO2系助触媒の伝導性及び酸素貯蔵放出特性が触媒活性に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      ◯布谷直義、Jeong Minchan、今中信人
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
  • [学会発表] Pt/CeO2-ZrO2-Bi2O3/SBA-16を用いたホルムアルデヒドの完全燃焼2018

    • 著者名/発表者名
      ◯松尾健司、布谷直義、今中信人
    • 学会等名
      第13回セラミックス協会関西支部学術講演会
  • [学会発表] ランタンシリケート系触媒によるトルエンの完全燃焼2018

    • 著者名/発表者名
      ◯布谷直義、松尾健司、今中信人
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
  • [学会発表] Complete Combustion of Toluene over Pt/CeO2-ZrO2-NiO/γ-Al2O32018

    • 著者名/発表者名
      ◯N. Nunotani, M. Jeong, N. Moriyama, N. Imanaka
    • 学会等名
      The 35th International Korea-Japan Seminar on Ceramics (KJ-Ceramics 35)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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