窒素酸化物の吸蔵機能を有する層状複合酸化物触媒の開発と応用

具有氮氧化物存储功能的层状复合氧化物催化剂的研制及应用

• 批准号: 09750926
• 负责人: 町田 正人
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750926/
• 关键词: 窒素酸化物; 吸収材料; インターカレーション; 温度スウィング法; 層状構造; 脱硝プロセス; 気相固相反応; 吸蔵; 層状複合酸化物

本研究では、二重層状銅酸化物La_<2-x>Sr_<1+x>Cu_2O_6(Sr系)を新たに合成し、そのNO吸収脱離特性を詳細に検討した。われわれがこれまで報告しているLa_<2-x>Ba_xSrCu_2O_6(Ba系)のNO吸収特性との違いに着目し、固体構造および物性との相関を明らかにした。Sr系のNO吸収量および吸収速度(250℃)は、酸素欠陥の配列に起因する斜方晶超格子の生成に伴って増加し、x=1.4で最大値を示した。XRDおよびFT-IR測定によると、NO吸収はインターカレーションではなく、硝酸塩・亜硝酸塩の形成によって進行する。吸収後の試料を加熱すると,370、450および530℃にNO脱離ピークを与えるが、N_2の脱離はほとんど認められない。すなわち、Sr系では可逆的にNOが脱離する。また、水蒸気存在下、試料に1%NOを供給しながら、吸収温度(250℃)と脱離温度(500〜700℃)との間で温度スウィングを繰り返したところ、50サイクル以上にわたって安定したNO除去と放出が繰り返されることが分かった。以上の結果、二重層状銅酸化物La_<2-x>M_xSrCu_2O_6(M=Ba,Sr)はいずれも置換に伴って生じる規則的酸素欠陥構造において、高いNO吸収性を示すことが明らかになった。Ba系が層間へのインターカレーションによってNOを格子内に取り込むのに対して、Sr系は硝酸塩もしくは亜硝酸塩の形成によってNO吸収を引き起こす。吸収NOのN_2としての解離的放出はBa系についてのみ認められ、インターカレーションに特有の現象である。このようなNOに対する異なる反応性はアルカリ土類元素の塩基性とイオン半径に依存すると推定される。BaはSrに比べて強い塩基性を示すため、NOとの反応性に富む。また、アルカリ土類元素はCUO_5層間に位置するため、イオン半径の大きいBaはより大きな層間距離を生じる。このため、NOインターカレーションを引き起こす上での立体的障害も比較的小さいことが予想される。

In this paper, the new <2-x>synthesis and NO absorption and desorption properties of double layered cuprates La_ Sr_&lt;1+x&gt;Cu_2O_6(Sr system) are discussed in detail. The <2-x>NO absorption properties of La_ Ba_xSrCu_2O_6(Ba system) and their correlation with solid structure and physical properties are reported. The NO absorption and absorption velocity (250℃) of Sr system increased with the formation of rhombic lattice due to the lack of coordination of Sr elements, and the maximum value of x=1.4 was shown. XRD and FT-IR measurements show that NO absorption is the most important factor in the formation of nitric acid. After absorption, the sample was heated to 370 ℃, 450 ℃ and 530℃ for NO and N_2 separation. NO is reversible in the Sr system. In the presence of water vapor, the sample is 1% NO supply, absorption temperature (250℃) and desorption temperature (500 ~ 700℃). These results indicate that the double layered cuprate La_<2-x>M_xSrCu_2O_6(M=Ba,Sr) has a regular structure with high NO absorption. Ba is the interlayer catalyst for NO absorption, Sr is the interlayer catalyst for NO absorption The emission of NO and N_2 is a special phenomenon in Ba system. The difference between the two is that the basic properties of the earth elements and the radius of the earth elements are presumed to be different. Ba Sr is stronger than Si, and its basic properties are higher than Si. The elements of CuO_5 are located in the middle of the layer, and the radius of CuO_5 is larger than the distance between layers. This is the first time I've ever seen a person who's been in a bad situation.

项目成果

町田正人: "窒素酸化物個体吸収材料" エコインダストリー. (印刷中).

Masato Machida：“氮氧化物固体吸收材料”生态工业（正在出版）。

M.Machida, H.Murakami, T.Kijima: "Temperature-Swing Sorption/Desorption Cycles Nitric Oxide through Intercalation by Double Layered Cuprate" Applied Catalysis B, Environmental. 17巻3号. 195-203 (1998)

M.Machida、H.Murakami、T.Kijima：“通过双层铜酸盐插层实现一氧化氮的变温吸附/解吸循环”，《应用催化 B》，第 17 卷，第 3 期。195-203 (1998)

M.Machida, T.Kijima 他: "Temperature-swing Sorption/desorption Cycles of Nitric Oxide through Intercalation by Double Layerd" Applied Catalysis B. 15(印刷中). (1998)

M. Machida、T. Kijima 等人：“通过双层插层实现一氧化氮的变温吸附/解吸循环”应用催化 B. 15（出版中）。

町田正人: "層状銅酸化物のNOxインターカレーションと応用" 表面. 36巻7号. 147-155 (1998)

Masato Machida：“NOx 插层和层状铜氧化物的应用”Surface，第 36 卷，第 7 期，147-155 (1998)。

M.Machida, N.Masuda, T.Kijima: "Absorption-Desorption Properties of Nitric Oxide over La_<2-x>Sr_<1+x>Cu_2O_6" Journal of Materials Chemistry. (印刷中).

M.Machida、N.Masuda、T.Kijima：“La_<2-x>Sr_<1+x>Cu_2O_6 上一氧化氮的吸收-解吸特性”材料化学杂志（正在出版）。