孤立貴金属の特異な局所状態を利用した窒素酸化物還元サイトの創出

本研究では，ごく少量の貴金属を第二金属の結晶構造中に原子レベルで孤立させることによって，特異な構造および電子状態を発現させ，これをNOxの吸着・活性化を効率的に進める活性サイトとして展開することを目的とする．特に低燃費化による排ガス組成の変化に伴って要求が高まっている酸素過剰雰囲気下でも高い窒素酸化物（NOx）還元活性を示す触媒の開発を主たるターゲットとする．昨年度に引き続き，Ptに対して第4周期の遷移元素を中心とした第二金属の複合化を試みた．担体としてはAl2O3および一部の組み合わせについてはCe-Zr複合酸化物を使用し，これに含浸法でPt及び第二金属の前駆体を担持した．調製した触媒前駆体を水素雰囲気下で高温還元処理することで複合触媒を調製した．昨年度検討したPt-遷移金属の組み合わせから検討対象を拡張し，触媒調製とNO+CO+O2+C3H6反応をモデルとした活性評価を進めたところ，いくつかのPt-遷移金属の組み合わせについて，酸素過剰条件下において高い三元活性触媒能を示すことが知られているRh系触媒を凌ぐNOx浄化活性を示すことを見出した．また，第三金属として更に遷移金属を添加して更なる活性，特性の向上を狙ったものの，二元系の複合化触媒を超える性能を得ることはできなかった．これらの触媒についてキャラクタリゼーションを実施した．本年度はSTEM-EDSによる原子分解能観察を実施した．その結果，高いNOx還元活性を示した触媒はPtと第二金属の固溶がよく進み，Ptの分散が進んでいるのに対し，低活性触媒の多くはPtと第二金属の分離，凝集が進んでいる事がわかり，Ptの作用の発現に局所構造が強く寄与していることを確認することができた．

本研究では，ごく少量の貴金属を第二金属の結晶構造中に原子レベルで孤立させることによって，特異な構造および電子状態を発現させ，これをNOxの吸着・活性化を効率的に進める活性サイトとして展開することを目的とする．特に低燃費化による排ガス組成の変化に伴って要求が高まっている酸素過剰雰囲気下でも高い窒素酸化物（NOx）還元活性を示す触媒の開発を主たるターゲットとする．昨年度に引き続き，Ptに対して第4周期の遷移元素を中心とした第二金属の複合化を試みた．担体としてはAl2O3および一部の組み合わせについてはCe-Zr複合酸化物を使用し，これに含浸法でPt及び第二金属の前駆体を担持した．調製した触媒前駆体を水素雰囲気下で高温還元処理することで複合触媒を調製した．昨年度検討したPt-遷移金属の組み合わせから検討対象を拡張し，触媒調製とNO+CO+O2+C3H6反応をモデルとした活性評価を進めたところ，いくつかのPt-遷移金属の組み合わせについて，酸素過剰条件下において高い三元活性触媒能を示すことが知られているRh系触媒を凌ぐNOx浄化活性を示すことを見出した．また，第三金属として更に遷移金属を添加して更なる活性，特性の向上を狙ったものの，二元系の複合化触媒を超える性能を得ることはできなかった．これらの触媒についてキャラクタリゼーションを実施した．本年度はSTEM-EDSによる原子分解能観察を実施した．その結果，高いNOx還元活性を示した触媒はPtと第二金属の固溶がよく進み，Ptの分散が進んでいるのに対し，低活性触媒の多くはPtと第二金属の分離，凝集が進んでいる事がわかり，Ptの作用の発現に局所構造が強く寄与していることを確認することができた．