弾性表面波の動的格子変位効果を用いた固体触媒の特殊反応場

利用表面声波动态晶格位移效应的固体催化剂特殊反应场

• 批准号: 09218226
• 负责人: 井上 泰宣
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09218226/
• 关键词: 弾性表面波; 格子変位; 吸着の脱離作用; エタノール; 酸素

固体触媒の特殊反応場作用を設計することを目的とし、弾性表面波(SAW)の動的格子変位が酸化物薄膜の気体吸着と脱離作用に及ぼす効果を電気伝導度変化により調べた。Rayleigh-SAWおよびSH-LSAW発生用のSAW素子を作製し、その伝搬路にp型半導体であるNiO、あるいはn型半導体であるZnOを接合し、さらにその表面に電気伝導度測定用の四端子電極を取り付けて吸着用素子とした。ZnO表面へのエタノールおよび酸素吸着では、それぞれ伝導度の増加および減少が起こるが、SAW印加により吸着速度の増加および平衡時での伝導度変化の増加が起こること、NiOの酸素の吸着において、吸着速度はSAW印加電力に対しほぼ比例し、吸着速度の温度依存性により求めた活性化エネルギーがSAW印加の場合に低下することを見出した。酸素の吸着平衡圧に対する伝導度変化の解析により、酸素はNiO表面で解離吸着し、その量は印加電力に対しても増加することを示した。一方、酸素の脱離速度はSAW印加により著しく増加し、SAWは気体の吸着のみならず吸着種の脱離も促進する特徴を見出し、この相反する作用についてSAWの周期的な動的格子変位の機構にもとづいて説明した。SAWはZnOおよびNiO薄膜の電荷と強い相互作用をもつが、SAWの動的格子変位によって高電子密度と低電子密度のサイトが交互に現れ、吸着と脱離の両過程が促進されるモデルを提唱した。以上の結果より、SAW効果により酸化物表面の吸着・脱離作用を人為的に制御できることを示し、この効果はさらに触媒作用の制御可能な特殊反応場に発展できることを結論した。

Solid catalyst の special anti 応 field を design す る こ と を purpose と し, 弾 surface wave (SAW) の dynamic grid - a が acidification of thin-film の 気 body sorption と from に and ぼ す unseen fruit を electric 気 伝 conductance - turn に よ り adjustable べ た. Rayleigh - SAW お よ び SH - LSAW 発 を son born with の SAW element し, そ の 伝 move way に p-type semiconductor で あ る NiO, あ る い は n-type semiconductor で あ る ZnO を joint し, さ ら に そ に の surface electric 気 伝 conductance measurement with four terminal electrode を の り pay け て sorption with plain child と し た. ZnO surface へ の エ タ ノ ー ル お よ び acid element sorption で は, そ れ ぞ れ 伝 conductance の raised plus お よ び reduce が こ る が, SAW the Inca に よ り sorption speed の raised お よ び balance で の 伝 conductance - turn の rights and an が こ る こ と, NiO の acid element の sorption に お い て, sorption speed は SAW the Inca power に し seaborne ほ ぼ し, sorption rate proportion の temperature dependency に よ り o め た activeness エ ネ ル ギ ー が SAW Inca の に low す る こ と を shows し た. Acid element の sorption equilibrium 圧 に す seaborne る 伝 conductance - turn の parsing に よ り, acid は NiO surface sorption で dissociation し, そ の quantity は Inca power に し seaborne て も raised plus す る こ と を shown し た. Side from speed, acid element の は SAW the Inca に よ り the し く raised し, SAW は 気 body の sorption の み な ら ず sorption の from も boost す る, 徴 を see し, こ の instead す る role に つ い て SAW な の cycle dynamic grid - a の institutions に も と づ い て illustrate し た. SAW は ZnO お よ び NiO films の strong charge と い interaction を も つ が, SAW の grid - a に よ っ て high electron density と low electron density の サ イ ト が interaction に れ, sorption と from の struck process が promote さ れ る モ デ ル を mention sing し た. の above results よ り, SAW unseen fruit に よ り acidification surfaces の sorption, from role を man-made に suppression で き る こ と を し, こ の unseen fruit は さ ら に catalysis の suppression may be に な special anti 応 発 exhibition で き る こ と を conclusion し た.

项目成果

N.Saito, Y.Ohkawara, K.Sata, Y.Inoue: "Design of Catalysts with artificially controllable functions using acoustic waves and resonance oscillations" Material Rearch Socitety Proceeding. (印刷中).

N.Saito、Y.Ohkawara、K.Sata、Y.Inoue：“使用声波和共振振荡设计具有人工可控功能的催化剂”材料研究协会论文集（正在出版）。

H.Nishiyama, N.Saito, M.Shima, Y.Watanabe, Y.Inoue: "Effects of acoustic waves on activation of thin film Pd and Ni catalysts for ethanol and CO oxidation" Faraday Discussion 107. (印刷中).

H.Nishiyama、N.Saito、M.Shima、Y.Watanabe、Y.Inoue：“声波对乙醇和 CO 氧化的薄膜 Pd 和 Ni 催化剂活化的影响”法拉第讨论 107。（出版中）。