| 研究課題/領域番号 |
24360329
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
亀岡 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60312823)
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| 研究分担者 |
湯葢 邦夫 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00302208)
野澤 和生 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (00448763)
蔡 安邦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90225681)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 共晶合金 / 組織制御 / バルク型合金触媒 / リーチング処理 / ポーラス合金 / 金属間化合物 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、金属学に基づいて金属間相互作用（金属間化合物、固溶、非固溶など）を巧みに利用したマルチスケール（nm～μm）での金属組織制御を行い、高い機能を有するバルク型触媒を調製するとともにそこから発現する触媒機能の機構解明を行った。従来のバルク型金属・合金触媒の課題である表面積と安定性ならびに高機能化の問題を克服するために、共晶系Al基複相合金を中心にナノからミクロンサイズの金属組織制御（層状、棒状、分散状 etc.）と選択的溶出法（ポーラス化、高表面積化）を組合せたバルク型複合合金の調製法を構築し新奇触媒材料への展開を検討した。
我々は、従来の合金触媒の弱点である熱安定性に対して合金A相と合金B相を有する複相合金組織・形態を想定し、触媒活性相Aと熱安定相Bを組み合わせることでこれを克服することができた。
また、異なる触媒能を有する２相を組み合わせることで二元機能化（高機能化）を実現した。例えば、ラメラ組織をもったAl-Pt-Fe系複相合金（Al5Fe2/Al2Pt/Al5Fe2)をリーチング処理することでナノコンポジット触媒（Fe3O4/Pt/Fe3O4）を得た。この触媒に対しメタノール水蒸気改質反応を行なったところ、このラメラ触媒は含浸法で作製した従来の触媒（Pt/Fe3O4）やラメラ組織を持たないAl2Pt, Al5Fe2触媒に比べ極めて高い活性とCO2選択性を示した。この結果は、ラメラ組織を有することで効率良く各相でメタノール分解（Pt相）と水性ガスシフト反応（Fe3O4相）が協奏的に進行していることを意味している。
以上の知見から、複相をナノオーダーでデザインすれば効率良く反応物質と熱の移動ができ、“酸化反応＋還元反応”や“発熱反応＋吸熱反応”などの相反する反応を組合せた複雑系にも対応できることがわかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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