三元触媒の起動および劣化機構に関するオペランド解析

三效催化剂启动及劣化机理运算分析

• 批准号: 21J11476
• 负责人: 藤原 歩
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11476/
• 关键词: 三元触媒; パラジウム; 酸化還元; オペランド; 熱劣化

自動車の排気浄化に用いられる三元触媒は活性成分として白金族元素、酸素吸蔵材としてCeO2-ZrO2(CZ)を含む。今日においても、次世代自動車の基盤技術としてなお必須とされている。特に触媒劣化による寿命予測技術が待望されているが、その確立には使用環境におかれた三元触媒の作用機構や動的挙動を解明する必要がある。反応場にある三元触媒をリアルタイム分析することができれば、反応機構や劣化機構に関する貴重な情報となりえる。本研究では、Pd系三元触媒の酸化還元挙動の解析および劣化機構の解明を目的とした。Pdの酸化還元状態はX線光電子分光法(XPS)や紫外可視その場拡散反射分光法(in situ DRS法)を用いて分析した。中でもin situ DRS法は、反応雰囲気におけるPdの酸化還元挙動を追跡する手法として詳細に検討し、CZの酸素吸蔵能が及ぼす影響について明らかにした。また、実車耐久処理後の触媒を用いて、劣化現象を解析した。PdとCZとの界面構造の変化に着目し、実験的に計測した触媒性能を記述するための基本的な微構造モデルを提案した。研究成果は、熱劣化機構の解明および長寿命な高性能触媒を創出する上での重要な知見を与えた。さらに、これまで困難であった短周期で雰囲気が切り替わる条件に置かれた三元触媒の状態解析にも成功し、より実用環境に近い条件においても、触媒特性は貴金属と担体との相互作用や熱劣化の程度によって影響を受けることを明らかにした。

Ternary catalysts used in automotive exhaust systems contain active components such as platinum group elements and acid absorbing materials such as CeO2-ZrO2 (CZ). Today, the next generation of automatic vehicle base technology must be developed. The life prediction technology of special catalyst degradation needs to be established, and the operation of ternary catalyst mechanism needs to be clarified. The reaction mechanism and degradation mechanism are important information for three-way catalyst analysis This study aims to analyze the mechanism of acidification and degradation of Pd ternary catalysts. The acidified state of Pd was analyzed by XPS and UV visible field scattering reflectance spectroscopy (in situ DRS). In situ DRS method, the trace of Pd's acidizing activity is discussed in detail, and the acid absorption activity and influence of CZ are also discussed. Analysis of catalyst use and degradation after vehicle durability treatment A description of the basic microstructure of Pd and CZ The research results are important insights into the understanding of thermal degradation mechanisms and the creation of long life, high performance catalysts. For example, if the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed successfully. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed in a short period of time. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed successfully. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed in a short period of time. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed in a short period of time. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed successfully. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed in a short period of time. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed in a short period of time. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed successfully. If the catalyst is used in a short period of time, the catalyst will be analyzed in a short period of time.

项目成果

Redox Dynamics of Rh Three-Way Catalyst Analyzed by Time-Resolved in situ Diffuse Reflectance Spectroscopy

时间分辨原位漫反射光谱分析 Rh 三效催化剂的氧化还原动力学

• 发表时间: 2021
• 作者: Yutaro Tsurunari;Ayumi Fujiwara;Hiroshi Yoshida;Junya Ohyama;Masato Machida
• 通讯作者: Masato Machida

三元触媒作動雰囲気におけるRh酸化状態のリアルタイム解析

三效催化剂工作气氛中Rh氧化态的实时分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 川合 茉利奈;加藤 敬行;Malla Tika;Tumber Anthony;Brewitz Lennart;McDonough Michael;Salah Eidraus;寺坂 尚紘;Kawamura Akane;Schofield Christopher;菅 裕明;鶴成優太郎，藤原歩，芳田嘉志，大山順也，町田正人
• 通讯作者: 鶴成優太郎，藤原歩，芳田嘉志，大山順也，町田正人

A Structural Model for Thermal Deterioration of Supported Pd-Based Three-way Catalysts

负载型钯基三效催化剂热劣化的结构模型

• 发表时间: 2021
• 作者: Ayumi Fujiwara;Yutaro Tsurunari;Hiroshi Yoshida;Junya Ohyama;Takeshi Miki;Tetsuya Yamada;Masaaki Haneda;Masato Machida
• 通讯作者: Masato Machida

担持Rh系三元触媒のin situ DRS法によるリアルタイム解析

原位DRS法实时分析负载型Rh三元催化剂

• 发表时间: 2021
• 作者: Marina Kawai;Takayuki Katoh;Toru Sengoku;Hiroaki Suga;鶴成優太郎，藤原歩，芳田嘉志，大山順也，町田正人
• 通讯作者: 鶴成優太郎，藤原歩，芳田嘉志，大山順也，町田正人

分子工学（町田研究室）研究室紹介

分子工程（町田实验室）实验室介绍