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2008 年度 実績報告書

希土類複合酸化物を基盤とした新しい環境触媒の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19205028
研究機関大阪大学

研究代表者

今中 信人  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30192503)

研究分担者 増井 敏行  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00304006)
キーワード窒素酸化物 / 粒子状物質 / 排ガス浄化触媒 / 希土類酸化物 / 立方晶C型構造 / 立方晶蛍石型構造 / 酸化還元
研究概要

窒素酸化物(NO_X)は、人体に有害であるだけでなく、酸性雨や光化学スモッグの原因物質としてよく知られている大気汚染物質である。窒素酸化物を分解浄化する方法としては、炭化水素、尿素、アンモニア等を還元剤として用いる方法が考案されているが、最も理想的な分解法は、触媒との接触のみによって無害な窒素と酸素へと分解する直接分解法である。窒素酸化物の直接分解触媒としては、これまでにゼオライト系やペロブスカイト系触媒などが報告されているが、前者は高温での失活が、後者は活性そのものが低いことが課題となっている。本研究では、結晶構造中に大きい隙間を有する立方晶C型希土類三二酸化物が、一酸化窒素の直接分解に対して優れた触媒活性を示すことを見いだし、なかでも酸化ガドリニウムを母体とした(Gd_<l-x-y>Tb_xBa_y)_2O_<3-y>が、これまでに報告されていた触媒よりも高い一酸化窒素の直接分解活性を示すことを明らかにした。
一方、ディーゼル自動車の排ガスには、窒素酸化物に加え、粒子状物質が存在する。この粒子状物質は環境に悪影響であるだけでなく、人体に吸い込まれると肺ガンなどを引き起こす危険性があることから、その排出規制が年々厳しくなっており、その排出を低減することは極めて重要である。そこで、この粒子状物質を低温で酸化することができる触媒の開発が強く望まれている。本研究では、CeO_2-Pr_6O_11-Bi_2O_3複合酸化物を触媒として用いると、粒子状物質の燃焼温度が著しく低下することを見いだした。さらに、この触媒の合成時に分散剤としてポリビニルピロリドンを加えることにより、粒子状物質の完全燃焼温度を345℃まで引き下げることに成功した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Novel Catalysts for Low-Temperature Combustion of Diesel Particulate Matter2009

    • 著者名/発表者名
      N. Imanaka, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry 19

      ページ: 208-210

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced Materials for Environmental Catalysts2009

    • 著者名/発表者名
      N. Imanaka, T. Masui
    • 雑誌名

      The Chemical Record 9

      ページ: 40-50

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Decomposition of Nitric Oxide into Nitrogen and Oxygen over C-Type Cubic Y_2O_3-ZrO_2 Solid Solutions2008

    • 著者名/発表者名
      H. Masaki, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 451

      ページ: 406-409

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 経済性と環境性に優れたNO_x直接分解触媒2008

    • 著者名/発表者名
      増井敏行, 今中信人
    • 雑誌名

      化学 63

      ページ: 70-71

  • [学会発表] 立方晶C型希土類酸化物による一酸化窒素の直接分解2008

    • 著者名/発表者名
      増井敏行
    • 学会等名
      第102回触媒討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-09-25
  • [学会発表] Low Temperature Redox Activity of Ce_<0.64>Zr_<0.16>Bi_<0.20>O_<1.90>/γ-Al_2O_3 and Ag/Ce_<0.64>Zr_<0.16>Bi_<0.20>O_<1.90>/γ-Al_2O_3 Catalysts2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      14th International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      韓国・Seoul Convention and Exhibition Center
    • 年月日
      2008-07-17
  • [学会発表] Direct Decomposition of Nitric Oxide over C-type Cubic (Gd_<1-x-y>Y_xBa_y)_2O_<3-y> Solid Solutions2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      International Symposium on Creation and Control of Advanced Selective Catalysis
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2008-07-11
  • [学会発表] セリウム-プラセオジム-ビスマス複合酸化物を用いた微粒子カーボンの燃焼2008

    • 著者名/発表者名
      増井敏行
    • 学会等名
      第25回希土類討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2008-05-30
  • [学会発表] 立方晶C型希土類酸化物を用いた一酸化窒素の直接分解2008

    • 著者名/発表者名
      増井敏行
    • 学会等名
      第25回希土類討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2008-05-30
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~imaken/

  • [産業財産権] 一酸化炭素酸化触媒2009

    • 発明者名
      今中信人増井敏行
    • 権利者名
      国立大学法人大阪大学
    • 産業財産権番号
      特許権特願2009-019946
    • 出願年月日
      2009-01-31

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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