サイト選択XAFSを用いたクロム・コバルト・銅触媒表面活性サイト構造の研究

利用位点选择性 XAFS 研究铬钴铜催化剂表面活性位点结构

基本信息

批准号：
12740376
负责人：
泉康雄
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

平成12年度までに、化学状態の異なるサイトを峻別してX線吸収微細構造(XAFS)スペクトルを測定するための蛍光分光検出装置を考案・製作した。エネルギー分解能1.1 eVで、物理混合試料について価数分離を行ない、90%のサイト選択を得た。本年度助成研究では上記基礎データを基に、COとH_2からメタノールを合成するCu/ZnO触媒について、Cu^0およびCu^Iサイトそれぞれに蛍光分光検出装置をチューンし、サイト選択XAFS測定を行なった。以前エネルギー分解能2.1 eVの条件で、この触媒についてサイト選択XAFS測定を行なっているが、本年度の研究では、実際の触媒試料についてエネルギー分解能向上に伴なうサイト選択向上が見られるか、および触媒作用機構と関連して、炭酸ガスおよび水の共存によるサイト構造変化を調べることにポイントを絞った。スペクトル研究の結果、Cu/ZnO触媒については活性化処理条件が非常にcriticalで、反応ガスCOとH_2の他、炭酸ガスと水共存条件でのみ金属銅サイトのCu^Iサイトベの部分酸化が優勢に見られた。炭酸ガスと水非共存条件あるいは処理温度が453K以下の場合には、金属銅サイトが優勢に観測された。部分酸化されたCu^IサイトはCu_2Oばかりではなく、ZnO表面に原子状に分散したサイトも含むことが、スペクトルのシミュレーションにより示唆された。研究費は蛍光分光検出装置用インターフェース、成果発表(日本化学会、放射光学会)の他、新たな系の探索として行なった鉛、バナジウムの実験の試薬等に用いた。これらの系では低濃度であることにポイントを置き、まだ価数分離には至っていないが、そのための基礎データを一通り得て、低濃度ということで報文(英文校閲)とした。

到2000年，设计并制造了荧光光谱检测装置，以通过区分具有不同化学状态的位点，以测量X射线吸收精细结构（XAF）光谱。在能量分辨率为1.1 eV的物理混合样品上进行价分离，导致90％的位点选择。基于上述基本数据，在今年的赠款研究中，对Cu^0和Cu^i位点调整了荧光光谱检测装置，用于Cu/ZnO催化剂，该催化剂从CO和H_2合成了甲醇，并执行了位点选择性XAFS测量值。以前，在2.1 eV的能源分辨率下，在该催化剂上进行了现场选择性的XAFS测量，但是在今年的研究中，我们专注于由于实际催化剂样品的能量分辨率以及催化机制的改善而改善了现场选择，以调查由于碳二氧化碳二氧化物和水的共存而导致现场结构的变化。由于光谱研究的结果，Cu/ZnO催化剂的激活处理条件非常关键，除了在反应气体CO和H__2的情况下，仅在二氧化碳和水的共存条件下，金属铜位点下的Cu^i地点的部分氧化才是主要的。当二氧化碳和水不存在或处理温度低于453K时，观察到金属铜的位点是主要的。频谱模拟表明，部分氧化的Cu^i位点不仅包含Cu_2O，还包含原子分散在ZnO表面上的位点。研究基金用于荧光光谱检测设备的界面，以及结果的呈现（日本化学学会，放射性光学社会），以及用于搜索新系统的铅和钒实验的试剂。关键点是这些系统的浓度较低，尽管尚未实现价值分离，但我们为此目的获得了所有基本数据，并且由于浓度较低，因此使用了报告（英语校对）。