2020 年度研究成果報告書

格子内の隙間と酸素を活用した亜酸化窒素直接分解触媒

研究課題

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研究課題/領域番号	19K15290
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分26020:無機材料および物性関連
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)	2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード	環境触媒 / 亜酸化窒素 / 直接分解 / 希土類
研究成果の概要	地球温暖化およびオゾン層破壊の原因となる亜酸化窒素（N2O）ガスを高効率で除去するため、新規なN2O直接分解触媒の創成を行った。格子内に大きな間隙を持つ立方晶C型希土類三二酸化物構造を有するYb2O3に着目し、さらに、格子内酸素も反応に関与させるために酸化還元しやすいイオン（Co2+/3+,Cu+/2+）を導入した。その結果、(Yb0.85Cu0.15)2O3-δにおいて最大の活性が得られ、400℃でN2Oを完全分解できることを明らかにした。さらに、立方晶C型構造における格子内間隙がN2Oの吸着および活性点になっていることを明らかにした。
自由記述の分野	環境触媒
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、温室効果に加え、オゾン層破壊効果もある亜酸化窒素を分解するため、触媒の格子内間隙および格子内酸素に着目し、これらを活用した新規な貴金属フリー触媒の創成を行った。その結果、亜酸化窒素を効率的に無害な窒素と酸素まで直接分解でき、かつ他ガス（酸素や水蒸気）共存化においても高い活性を維持できることを明らかにした。