2015 Fiscal Year Annual Research Report
複数の元素からなる多元素クラスターの反応性および構成原理の解明と実用触媒への展開
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25248004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
真船 文隆 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (50262142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安池 智一 放送大学, 教養学部, 准教授 (10419856)
宮島 謙 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (20365456)
田中 秀樹 中央大学, 理工学部, 教授 (40312251)
渡邊 佳英 株式会社豊田中央研究所, 研究員 (70394624)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | クラスター / 熱脱離 / 一酸化窒素 / 酸化物 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、これまでに開発してきた熱脱離分析法を用いて、ロジウムなどの遷移金属およびその酸化物の熱的安定性とNOなどの小分子との反応性を調べた。クラスターによってNOを還元するためにはどうすればよいかという観点でまとめる。気相ロジウムクラスターとNOとの熱エネルギー領域での反応性については、6量体では、NOとの反応によりNOが付着するが、加熱するとNOが脱離することが熱脱離分析よりわかった。DFT計算の結果と併せて考えると、NOはRh6+に対して分子吸着する。解離吸着するためには、活性化エネルギーを超えることが必要で、熱エネルギー領域では越えられないことがわかった。一方、7量体以上では、700 Kと高温にすることで活性化障壁を超え、解離吸着を経てNOの還元が進行することがわかった。比較的小さなロジウムクラスターでもNO還元を促進させるためには、解離吸着の活性化エネルギーを低下させればよい。本研究では、ロジウムに5族元素であるタンタルを添加することで、解離吸着への活性化エネルギーを低下させることに成功した。タンタルは酸素原子にも窒素原子にも親和性が高く、解離吸着した方が原子との相互作用がより促進されるためであると考えられる。その結果、室温でもNOが還元されてN2が放出され、酸素原子が残ることを見出した。ただし、このようにして生成したロジウムの酸化物クラスターは、熱的にかなり安定であり、残留した酸素の脱離には2.5 eV以上の活性化エネルギーが必要であることが実験的にも、計算によってもわかった
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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