2015 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー照射活性場を援用した回転CVDによるナノ構造制御触媒材料の開発
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25289223
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 暁彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20451635)
且井 宏和 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70610202)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 化学気相析出 / ナノ構造 / 触媒粒子 / ニッケル / アルミナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はレーザー反応活性場における回転式化学気相析出（CVD）法により触媒粒子と担体の双方のナノ組織を制御し、高活性な触媒機構を創出することを目的とした。これまで、アルミナをはじめとし、SiCやBNなどの多様な担体粉末表面において回転CVDによりNiナノ粒子を高分散に担持することに成功してきた。平成27年度はメソポーラスシリカやゼオライトなどのナノ～ミクロンサイズの構造を持つ担体上にNiナノ粒子を担持し、水蒸気メタン改質実験を通して触媒活性を調べた。回転CVDによりメソポーラスシリカの細孔内部にNiナノ粒子を析出することに成功した。また、平均粒径が80nmのアルミナ粒子表面に10nm以下のNiナノ粒子を担持できることを示した。これら、ナノ～ミクロンサイズの構造を持つ担体に析出したNi触媒は、水蒸気メタン改質実験において従来のラネーニッケルの2－3倍の触媒性能を示した。また、本課題3年間を通して、レーザーCVDによりカリフラワー状組織や羽毛状組織などの比表面積の高い特異な組織を持つアルミナが気相成長することを示してきた。平成27年度は、CO2レーザー照射下ではα-Al2O3が形成するが、Nd:YAGやInGaAsレーザーでは高性能な触媒担体として期待されるγ-Al2O3が成長することを明らかにした。さらに、貴金属代替材として期待されるCu粒子をAl2O3粉末表面に高分散に担持することにも成功した。このように、レーザーCVDと回転CVDを組み合わせることでナノ～ミクロンサイズの担体上に触媒ナノ粒子を高分散に担持した高活性な触媒の合成プロセスを示した。
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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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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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