アモルファス微粒子触媒による脱硝反応

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比表面積が十分に実用的なアモルファス微粒子触媒を得る手法を確立し、NOのCOによる脱硝反応に対して高活性高選択性(2NO+2CO→【N_2】+2【CO_2】)を示す触媒系を見出すこと、同時にこれらの系に対してXPS、IR測定を行い活性選択性とNiの電子状態、反応種の吸着状態に関する情報を得ること、これらを有機的に関連しつつ触媒開発を行うことを目的としている。本年度は、同時に3種類の組成合金の触媒特性を測定し得る、反応管3本を並列に配置した、自動分折型流通系反応装置を完成した。また、触媒はNix【Zr_(1-x)】CX=0.33,0.50,0.67)を中心に、表面積が1〜4【w^2】/gの微粒子を、キャビラーション法によって合成した。表面積の一層の増大をはかるため、COの水素化反応中に生成する酸素原子を利用することによって温和に酸化し、局部的に生成する酸化ジルコニウムによる内部応力の作用で粒子を多孔化する手法を開発した。これによって全体的な酸化を伴うことなしに、比表面積を3〜5倍にまで高めることが可能となった。NOとCOとの反応を、反応温度180〜250℃、SV10000〜200000【hr^(-1)】の範囲で、標準的に20時間の連続実験を行った。多くの触媒組成において、初期1〜数時間高活性かつ高選択性を示すが、一定時間経過後に急激に特性が変化、すなわち、低活性、低選択性に失活する。この失活の原因について検討し、Niの酸化状態の変動によるNOとCOとの競争的吸着の変動に起因するとの仮説を立てた。種々検討の結果、CO+【H_2】処理によって多孔質化された【Ni_(67)】【Zr_(33)】において、SV100000【hr^(-1)】、250℃という条件で、少くも80時間以上安定な、高活性高選択性状態が維持し得ることを見出した。今後は、上記の仮説を分光学的により詳細に検討すること、他の【III】,【IV】族元素とNiとの合金へと系を拡張することが重要である。