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気相燃焼合成による多孔質反応場エンジニアリング

利用气相燃烧合成的多孔反应现场工程

基本信息

批准号：
22H01413
负责人：
長澤剛
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01413/
关键词：
気相燃焼合成ナノ粒子構造制御担持金属触媒多孔質電極

项目摘要

本研究では簡便かつ構造制御性の高い多孔質電極・触媒作製手法として，気相燃焼合成に着目している．今年度は前駆体供給法が超音波噴霧型の燃焼合成装置を用い，火炎温度や前駆体濃度を変化させて白金/セリアナノ粒子の合成を行い，これらの条件が構造，比表面積，貴金属分散度，ＣＯ触媒酸化活性に与える影響を調査した．その結果，最高火炎温度が１５２６Ｋ，１７８５Ｋ，２０２６Ｋと増加するに従い，セリア粒子の形状は数百ナノメートル程度の球状の形状から，数ナノメートルの微細粒子の凝集体へと変化する．これに伴い，ＢＥＴ法による比表面積とＣＯパルス吸着による白金分散度は共に火炎温度が上昇するにつれて増加することが明らかになった．またＣＯ酸化活性も合成温度が高温なほど，高くなることが分かった．さらに，燃焼合成粒子の耐熱凝集性を従来の含侵法粒子と比較した．その結果，加熱劣化後（９５０℃, ２５時間, 大気中）における燃焼合成粒子の白金比表面積は含浸法と比較して１０倍程大きく，含浸法よりも高い耐熱劣化性能を示していることが明らかとなった．また新たにスプレーノズル型の燃焼合成装置の構築に着手した．本方式は前駆体溶液自体が熱源となって燃焼が行われるため，これまで使用してきた超音波噴霧型と比較して高い温度域での粒子合成が可能となり，燃料噴射条件によって供給液滴径の制御も可能となる．２０２２年度は主要部品であるスプレーノズル燃焼器の仕様決定，設計，製作を完了した．

In this study, the structure of porous electrode and catalyst is very simple, and the preparation method of porous electrode and catalyst is very simple. In this year's application of precursor supply method to ultrasonic spray combustion synthesis device, the influence of temperature and precursor concentration on the synthesis of platinum/platinum particles, structure, specific surface area, noble metal dispersion, CO catalytic acidification activity and other factors was investigated. As a result, the highest flame temperatures are 1526K, 1785K, and 2026K, and the shapes of fine particles are increased to hundreds of degrees. The BET method is used to determine the specific surface area, CO absorption, platinum dispersion, and temperature of platinum. CO acidification activity is synthesized at high temperature and high temperature. In addition, the heat resistance and aggregation of combustion synthesis particles are compared with that of particles containing invasion method. As a result, after heating degradation (950℃, 25 hours, high temperature), the specific surface area of platinum of combustion synthetic particles is 10 times larger than that of impregnation method, and the heat resistance degradation performance of impregnation method is high. Construction of a new combustion synthesis device for the first time. This method is based on the determination, design and manufacture of the main components of the burner in 2022.