2020 Fiscal Year Annual Research Report
Design and fine tuning of environmental catalysts based on in-situ/operando spectroscopy
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18H01787
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
薩摩 篤 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00215758)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 順也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50611597)
沢辺 恭一 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (80235473)
織田 晃 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80762377)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 触媒反応 / ナノ材料 / 環境触媒 / in-situ / operando |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2018年度、2019年度の成果を踏まえて設定した課題に対して、最終年度の2020年度は以下の成果が得られた。
［課題１］金属酸化物による貴金属フリー自動車三元触媒：タンデム触媒前段の炭化水素選択酸化(HC-PROX)触媒として毒性の高いCrを含まない材料を開発した。アナターゼ型TiO2に担持したV2O5(V2O5/TiO2-a)が良好なHC選択酸化触媒として働くことを見いだした。この触媒がCOよりもプロピレンを優先的に酸化するのは、プロピレンが部分酸化して生じた表面アセテートがCO酸化のサイトを被毒するためであることがわかった。また、律速段階はアセテートからCO2への酸化過程にあることが、in-situ IRにより明らかにされた。アセテートの酸化過程は触媒上のBronsted酸に依存することが明らかとなった。この成果は国際会議(ICC2020, Pachifichem2020)に発表予定でエントリーしていたが、COVID-19により両学会とも中止となった。学術論文としてはCatal. Sci. Tech.に投稿し、Major revisionの後、再度の審査中である。
［課題２］担体－貴金属相互作用による触媒活性の制御: CO前処理による形状制御によりステップサイトの割合を変化させたPdナノ粒子状でのシンアムアルデヒドの水素化反応をおこなった。CO前処理によりPdナノ粒子は球状に近くなり、ステップサイトの割合が増加した。ステップサイトが増えるほど、C=Cの水素化が優先して進行することが明らかとなった。これはC=C結合のステップサイトへの優先的な吸着が原因であることをIRスペクトルにより示した。また、アルミナ上におけるPdナノ粒子の形状は、表面5配位Alサイトの寄与によるものである事を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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