2013 Fiscal Year Annual Research Report
自己分散型クラスター・ナノ粒子による高耐久低温燃焼触媒の設計
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23360354
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
薩摩 篤 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00215758)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 順也 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50611597)
清水 研一 北海道大学, 触媒化学研究センター, 准教授 (60324000)
沢辺 恭一 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80235473)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 自動車触媒 / クラスター触媒 / 自己組織化 / CeO2 / TiO2 / Pd / 酸素吸蔵放出能 / in-situ分析 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は金属ナノ粒子・ナノクラスターの自己組織化を制御し、長寿命・低温活性触媒設計のための戦略を提案することである。既に成果として、(1) CeO2担体上のPd, Ag, Ruが加熱条件でナノサイズの粒子に再分散する挙動とその機構を明らかにし、(2)担持Pd触媒の動作温度域を下げるためにはPdの還元を促進し酸素吸蔵放出能を有するCeO2やTiO2が有効であることを報告した。本年度は(2)で見いだした知見をベースとして低温動作型担持Pd触媒の設計を実践した。担体にTiO2を用いたところ100℃以下の温度域ではPd/CeO2を上回る活性を示したが、100℃を超えるとPd/TiO2の活性はPd/CeO2より低下した。高温領域ではTiO2からの酸素吸放出が不十分であることが示唆された。実際, 300℃におけるPd/TiO2の酸素吸蔵放出量はPd/CeO2の1/3程度であった。低温域における表面での酸素吸蔵放出挙動をin-situ Ramanにより見積もった。TiO2は 155 cm-1にアナターゼのEgモード, CeO2 は469 cm-1にF2gモードに帰属される散乱バンドをそれぞれ示した。還元雰囲気では酸素欠陥の生成によりこれらのバンド強度が減少した。100℃におけるTiO2の酸化速度はCeO2のそれよりも速く, 表面に限ればTiO2の酸素吸放出はCeO2より優れていた。TiO2表面とCeO2バルクの特性を両立させるため、CeO2表面にTiO2を5.4wt%担持した。Pd/TiO2/CeO2のCO酸化活性は測定温度域でPd/TiO2とPd/CeO2を上回り, Pd/Al2O3に比べ反応温度域を約100℃低温化できた。この触媒は、条件によっては常温でもCOの燃焼活性を示し、低温動作型触媒として有望である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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