金属酸化物に固定化された低原子価希土類錯体の構造

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ゼオライトに固定化したユーロピウムやイットリビウムのアミド錯体は加熱下で排気することにより、固体強塩基性が発現する。本研究では、イットリビウム種のXPSやXANESのin situ測定に成功し、その活性種の同定を行い、塩基性活性種がユーロピウム(II)イミドあるいはイットリビウム(II)アミドであることを見いだすことができた。しかしながら、希土類種がゼオライト表面で不均一であるため金属酸化物表面におけるこれら活性種の幾何学的構造を見いだすことは困難であった。前年度の研究により、アルミナ上にこれらのアミド錯体を展開することにより均一な活性種が得られることが見いだされ、またこの試料は、ゼオライトに固定化されたものより2桁高い活性を示すことも見いだされいている。本年度の研究では活性試験に対し、in situ XAFSを中心にルミネセンス、標識化合物を用いたトレーサ反応実験などにより希土類表面錯体の幾何学的構造ならびに塩基点の特定を含む塩基性発現機構の解明を中心に検討を行った。その結果、高活性な触媒上の表面錯体は窒素で架橋された希土類イオンを複数個含むアミド種であり、これが強塩基点であることを見いだした。また、この表面錯体は高温排気により分解し、高分散状態となり失活することも分かった。シリカなどの低活性担体ではこの様な凝集した表面種は形成しにくく結果として固体塩基としてはパフォーマンスが低くなることが分かった。今後、高性能触媒を調整する手段としてはイオン性の高い金属酸化物担体を用いればよいものであると結論された。