| 研究課題/領域番号 |
23246117
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
蔡 安邦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90225681)
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| 研究分担者 |
西村 睦 独立行政法人物質・材料研究機構, 環境・エネルギー材料部門 水素利用材料ユニット 合金触媒材料グループ, ユニット長 (20344434)
亀岡 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60312823)
藤田 伸尚 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (70431468)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 金属間化合物 / リーチング / 酸化物 / 還元 / ナノ組織 |
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| 研究概要 |
２０１３年度において、これまでに高い触媒性能を示す組織の起源の解明を中心として行ってきた。以下に項目ごとにまとめる。
（１） Cu-Ag-Ce系合金を液体急冷法で作製したアモルファス相に熱処理で得られたCu/Agの複合組織をCO酸化反応の触媒として評価した。酸化処理を施さない試料を昇温における触媒の評価では極めて低い活性を示すが、同試料を高温から冷却過程の触媒活性はかなり上昇した。一方、酸化処理を施した試料の場合、最初から高い活性を示しており、明らかかに酸化により触媒の上昇をもたらすことが分かった。この触媒活性の上昇は、放射光粉末X線とXPSの結果からCeO2の形成と関係していると考察した。Cu/Agの界面にCeO2が偏在していて、CeO2を介してCuやAgとの間に酸素のやり取りがあったから、高い触媒活性を示したと考えていたが、実際に透過電子顕微鏡の観察では、Ceを多く含めたCu相とCeを少量含めたAg相から組織を形成したことが分かった。
（２） Al-（Pt,Au）-Fe３元合金系においてもAl2Fe/Al2PtやAl2Fe/Al2Auの擬２元共晶組織をアルカリリーチ処理した後CO 酸化反応に高い活性を示したが、今年度において、上記の合金のさらにPtとAuの希薄な組成（5at.%）を液体急冷した後にリーチ処理を施すことで、さらに高い触媒活性を実現した。この液体急冷した相は、初期の粉末X線の解析結果から、準結晶相の中にAuとPtが固溶された可能性が高いことが明らかになっている。
（３） Al-Au-Fe系の共晶組織はAl5Fe2/Al2Auの２相から構成されることが新たに明らかになった。EBSDの観察から両相の間には一定な方位関係があることが分かったが、実際Al5Feは詳細構造が明らかにされていない相であることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
擬２元共晶合金にAl5Fe2という相は構造が明らかにされていない相であるために、Al5Fe2/Al2AuとAl5Fe2/Al2Ptの方位関係を解明できなかったことである。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度では、まずこのAl5Fe2相の構造解析は先決である。その手立として、単一のAl5Fe2相の作製条件から模索する。一方では、Cu-Ag-Ceアモルファスを前駆対とした試料は、リボン状の極めて低い表面積を有する触媒にも関わらず、低温から高い活性を示すことは、驚くべき事実である。今年度では、この触媒の微細組織と各相の電子状態を調べて明らかにして行く予定である。
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