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金属ーアルミナ間の相互作用を利用したアルミナ担持金属ナノ粒子触媒の開発

利用金属-氧化铝相互作用开发氧化铝负载的金属纳米颗粒催化剂

基本信息

批准号：
19J15440
负责人：
村田和優
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

担持パラジウム（Pd）ナノ粒子は化学工業や環境浄化において高い活性を示す触媒材料である。Pdは様々な触媒反応に活性な金属であるが、高価で希少であることから、少量でも高い活性を示すPd触媒の開発が求められている。しかし、メタン燃焼においては単純にPdを高分散化するだけでは従来以上の性能向上を達成できない。そこで申請者はPd－アルミナ間の相互作用（MSI）を触媒設計の新機軸として取り入れた。その結果、MSIの弱いθ-アルミナ上ではステップサイト多く持つ球状Pdナノ粒子を生成し、従来の7倍のメタン燃焼触媒の開発をした。本触媒はシンナムアルデヒド水素化反応にも高活性を示した。一方で、CO酸化においてコーナーが高活性なサイトであり、メタン燃焼とは異なる表面構造で反応が促進されることを見出した。したがって、触媒性能の向上には反応に適したPd粒子の設計が必要であり、金属－アルミナ間相互作用によってPd粒子の構造変化を引き起こすことができる。更に、密度汎関数と分子動力学シミュレーションを用いて、Pdナノ粒子の構造変化の原理を解明に取り組んだ。より精密なPdナノ粒子の設計を目指して、Pd表面への吸着CO分子との相互作用に着目した。CO分子を還元剤としてカーボン上でPd前駆体を還元することで、シンナムアルデヒドアルデヒドのC=C結合のみを選択的に水素化する球状Pd粒子の設計に成功した。金属－担体間相互作用によって触媒の酸化還元性のチューニングすることが可能であることを見出した。触媒の酸化還元性の向上は酸化反応における触媒性能の向上に繋がる。ここでは、メタン燃焼に高活性な担持Pdナノ粒子触媒とスス燃焼に高活性なCeO2担持Cu触媒の開発を行った。

Support for Pd particles in the chemical industry and environmental protection, high activity catalyst materials Pd catalyst reaction activity metal, high temperature, low temperature, high temperature, high In addition, the combustion of Pd is highly dispersed, and the performance of Pd is improved. The applicant is interested in Pd-R interaction (MSI) and catalyst design. As a result, MSI is weak in θ-rays, but it is not stable in spherical Pd particles. It is 7 times more stable in combustion catalyst development. The catalyst exhibits high activity due to its excellent hydration properties. One side, CO acidification, high activity, combustion, different surface structure, reverse promotion The design of Pd particles is necessary for the improvement of catalyst performance. The structure of Pd particles is changed due to metal-metal interaction. In addition, the application of density universal correlation number and molecular dynamics to explain the principle of structural transformation of Pd particles is important. The design of precise Pd particles and the interaction between adsorbed CO molecules on Pd surfaces are important. Since the Pd precursor can be reduced on the CO molecule reduction agent, the design of hydrated spherical Pd particles with a selected C=C binding center for the Shinamura surface device has been successfully achieved. The metal-support interaction is a catalyst for acidification. Acidification of the catalyst and the reverse acidification of the catalyst The development of high activity CeO2 supported Cu catalyst for combustion