環境触媒としてのセリアの多目的利用法の開発

セリアの環境触媒としての利用法を開発する目的で亜酸化窒(N_2O)の分解を検討した。活性種の本体としてRu、Rh、Pd、およびPtを選び、これらと複合させる担体としてセリア以外に遷移金属酸化物やシリカゲル、アルミナを用いた。スクリーニングテストの結果、セリアとRhの組み合わせが最も高い性能を持つことを見いだし、この系について触媒機能の詳細な解析を行った。Rh/CeOによるN_2O分解は酸素の阻害を殆ど受けないが水により著しく抑制された。しかしその抑制効果は永久的なものでなく、反応系から水を除くと完全に活性は回復した。ESCA分析によりRh担持CeO_2はCeO_2のみの場合と比べて3価のCeの割合が増加することが認められ、Rhの作用によりCeO_2中の酸素が触媒調製中に脱離したものと考えられた。すなわち、Rhの酸素貧親和性がCeO_2から酸素を奪いこれを気相に放出するものと考えられる。このことを確かめるために酸素の昇温脱離実験を行った。Rh/CeO_2系は低温で多量の酸素を脱離し、その量はCeO_2単独、Rh/CeO_2担持と同量のRhを持つRh/アルミナ、Rh_2O_3よりもはるかに多量であり、上記の推定を支持した。あらかじめ500度で1時間水素還元を行ったRh/CeO_2触媒は室温でRhの1.8倍のN_2Oを分解した。また同様に処理したCeO_2はRh/CeO_2と同程度の活性を示した。これらのことから活性点は二つあり、一つはRh自体であり、一つはRhの作用により酸素を奪われたCeO_2の還元点であると結論した。

セリアの環境触媒としての利用法を開発する目的で亜酸化窒(N_2O)の分解を検討した。活性種の本体としてRu、Rh、Pd、およびPtを選び、これらと複合させる担体としてセリア以外に遷移金属酸化物やシリカゲル、アルミナを用いた。スクリーニングテストの結果、セリアとRhの組み合わせが最も高い性能を持つことを見いだし、この系について触媒機能の詳細な解析を行った。Rh/CeOによるN_2O分解は酸素の阻害を殆ど受けないが水により著しく抑制された。しかしその抑制効果は永久的なものでなく、反応系から水を除くと完全に活性は回復した。ESCA分析によりRh担持CeO_2はCeO_2のみの場合と比べて3価のCeの割合が増加することが認められ、Rhの作用によりCeO_2中の酸素が触媒調製中に脱離したものと考えられた。すなわち、Rhの酸素貧親和性がCeO_2から酸素を奪いこれを気相に放出するものと考えられる。このことを確かめるために酸素の昇温脱離実験を行った。Rh/CeO_2系は低温で多量の酸素を脱離し、その量はCeO_2単独、Rh/CeO_2担持と同量のRhを持つRh/アルミナ、Rh_2O_3よりもはるかに多量であり、上記の推定を支持した。あらかじめ500度で1時間水素還元を行ったRh/CeO_2触媒は室温でRhの1.8倍のN_2Oを分解した。また同様に処理したCeO_2はRh/CeO_2と同程度の活性を示した。これらのことから活性点は二つあり、一つはRh自体であり、一つはRhの作用により酸素を奪われたCeO_2の還元点であると結論した。