| 研究課題/領域番号 |
25288030
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山内 美穂 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (10372749)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | Fe-Coナノ合金 / フィッシャートロプシュ反応 / プロピレン / メスバウアー分光 |
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| 研究実績の概要 |
これまでに、活性炭に担持された担持FexCo(100-x)触媒が、フィッシャートロプシュ反応において、高い活性を示し、さらに、高いプロピレン選択性を発現することを明らかにしている。本年度は、Fe-Co合金触媒の高い活性およびプロピレン選択性の起源を解明するために、反応後の触媒の放射光を使った粉末XRD測定およびメスバウアー分光測定を行った。粉末XRD回折測定の結果、x=100、つまり鉄のみの触媒の構造は、すべてがカーバイドに変化しており、主に、Fe2.2C, Fe5C2およびFe3Cで構成されていることが明らかとなった。Coの含有量を増加させていくと、カーバイドの組成が変化することが明らかとなった。また、プロピレンの生成量が最大となったx=50では、Fe-Co合金の含有量が最大となった。以上の結果から、CO転化率には、カーバイド相の生成が重要であり、プロピレンの生成には、Fe-Co合金相の存在が影響すると予想された。しかしながら、XRD測定では、触媒中の結晶相のみの情報しか得られないことから、他の要因については不明瞭のままである。そこで、京都大学の原子炉実験所において、Feのメスバウアースペクトの測定結果より、Co量の増加にともない、Feの酸化物を主成分とするアモルファス相が存在するようになり、x=50のところで、含有量が最大となることが明らかとなった。この結果から、Coを加えて合金にすることで、小さなFeのドメインが生成し、それがプロピレンの生成に何らかの寄与していることが推測される。粉末XRDパターンとメスバウアースペクトルの詳細な解析を行っており、結果をまとめて、科学誌上で発表する予定である。
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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
フィッシャートロプシュ反応において高い活性を示すFe-Co合金触媒の活性要因を解明するための基礎データを取得することに成功したため
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| 今後の研究の推進方策 |
Fe-Coナノ合金のフィッシャートロプシュ反応における活性要因を明らかにし、更なる高活性触媒の作製に挑戦する。また、Fe族ナノ合金触媒を、ORR反応などの酸素の活性化に関わる反応にも適用し、ナノ合金触媒のポテンシャルを最大現に活用テイクつもりである。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
Feナノ合金の触媒特性を調査するための実験パラメータの決定後に、測定装置を選択しする必要があったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
ナノ粒子の電気化学特性の評価用に電源を購入する。
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