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Photothermal CO2 conversion over supported metal nanoparticle catalysts under visible and near infra-red irradiation and visualization of the temperature of the reaction field

可见光和近红外辐射下负载型金属纳米颗粒催化剂的光热 CO2 转化以及反应场温度的可视化

基本信息

批准号：
21H01975
负责人：
山本旭
金额：
$ 11.65万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では太陽光エネルギーを利用し二酸化炭素を有用化合物へ変換する触媒反応系の開発を目的として，二酸化炭素とメタンから化学原料として有用な合成ガス（水素と一酸化炭素）へと変換するドライリフォーミング反応に関する研究を中心として実施した．本研究では太陽光エネルギーを利用し二酸化炭素を有用化合物へ変換する触媒反応系の開発を目的として，二酸化炭素とメタンから化学原料として有用な合成ガス（水素と一酸化炭素の混合ガス）へと変換するドライリフォーミング反応に関する研究を中心として実施した．2年目となる2022年度では，Xeランプの集光光照射下において高い活性および耐久性を有する触媒開発を実施し，ニッケルとコバルトの合金ナノ粒子触媒が高い性能を持つことを見出した．また，昨年度に実施した大型放射光施設SPring-8でのX線分光法による金属ナノ粒子の温度計測法についても検討を継続した．既報ではスペクトル解析により得られる温度因子をナノ粒子の温度の指標として用いられてきたが，本研究では温度とスペクトルの強度との関係に注目し，スペクトルの強度を温度の指標として用いることができること実証し，原著論文として報告した．本手法は既報のものと比較して簡便であることが特徴であり，今回実施した条件では見積もられる温度の誤差も小さいことがわかった．また，集光した光照射下でのメタンの水蒸気改質反応に関する検討も実施し，光照射下で形成される温度勾配が反応物の選択率を変化させることを明らかにした．

This study is aimed at the development of catalytic reaction systems for the conversion of useful compounds from diacidified carbon by solar radiation. The research center for the conversion of useful compounds from diacidified carbon by solar radiation is also being carried out. The purpose of this study is to develop catalytic reaction systems by using sunlight as a catalyst for the synthesis of useful compounds from diacidified carbon. The research center for the mixed reaction of water and carbon was established in 2002. In 2022, the catalyst development of Xe was carried out under concentrated light irradiation, and the alloy particles of Xe were found to have high catalyst activity and durability. In addition, the X-ray spectroscopy of SPring-8, a large-scale radiation facility, was carried out last year to investigate the temperature measurement of metal particles. The relationship between temperature and intensity of particles was studied in this paper. This method is simple and easy to use, and the temperature error is small. Under concentrated light irradiation, the temperature of the reaction mixture formed under light irradiation changes the selectivity of the reaction.