表面触媒反応遷移状態を観測するXAFS-光励起蛍光分光XAFSによる試み-

XAFS观察表面催化反应的过渡态 - 尝试使用光激发荧光光谱XAFS -

基本信息

批准号：
17034013
负责人：
泉康雄
金额：
$ 2.5万
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 on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度本研究で開発した可視光励起エタノール選択脱水V-TiO_2触媒について、その場反応条件でのバナジウム(V)サイトを状態識別XAFS(X線吸収微細構造)法により観測することで触媒的役割を調べた。状態識別のためVからの発光線の化学シフトを高エネルギー分解能蛍光分光で捉え、さらにV 3dからの発光線(V Kβ_5)を選ぶことで、価電子準位付近での電子状態情報を強調することを狙った。まず、V^<IV>とV^V標準無機化合物を等モル量物理混合し、状態識別XAFS測定のfeasibilityを示した。各価数について、V Kβ_2ピークの低エネルギー側にKβ_5が肩として重なる発光スペクトル形状のため、低エネルギー側のV^<IV> Kβ_5状態識別は良好であったが、V^V Kβ_2状態識別はV^<IV>ピークの裾野に重なるため80%であった。Kβ_5チューンでは、XAFS吸収端前の1s→3dピークが通常法の2倍以上強く現れた。上述のメソポーラスV-TiO_2触媒はfreshな状態でV^<IV>サイトがTiを置換する構造が示され、以前の基盤研究B展開、若手研究でのV Kα_1選択XAFSによる結論と一致した。エタノールのVサイトへの解離吸着、可視光照射によりV^<III>側ヘシフトし、歪んだ配位構造から8面体配位構造に近づいた。O_2導入、可視光照射によりKβ_<5,2>発光およびKβ_<5,2>選択XAFSとも元のV^<IV>状態に戻ることを示したが、V配位対称性は元の歪んだ状態までは戻らなかった。Freshな状態の歪んだV構造が特に脱水反応に活性と考えた。

去年这项研究中开发的可见光光启用性乙醇选择性脱水V-TIO_2催化剂的催化作用通过使用状态赋予的XAF（X射线吸收良好的良好结构）方法观察到原位反应条件下的钒（V）位点。为了区分状态，通过高能分辨率荧光光谱捕获发射线和V的化学位移，并选择了V 3D（VKβ_5）的发射线，目的是强调在Valence电子水平附近的电子状态信息。首先，进行了V^<iv>和V^V标准无机化合物的等摩尔物理混合物，以显示状态呈现的XAFS测量值的可行性。对于每个价，在VKβ_2峰的低能量侧重叠的发射光谱形状，因此v^<iv>kβ_5在低能方面的状态识别良好，但V^vkβ_2状态识别是80％，因为它重叠了V^<iv>峰的基础。在Kβ_5曲调中，XAF吸收边缘之前的1S→3D峰的出现是正常方法的两倍以上。上述介孔V-TIO_2催化剂显示了一种结构，其中V^<iv>位点在新鲜状态下取代Ti，这与VKα_1在基础研究B和年轻研究人员的先前发展中所选择的XAFS得出的结论一致。乙醇对v位点的解离和可见光的照射转移到v^<iii>侧，而配位结构的失真接近八面体配位结构。 O_2的引入和可见光的照射都表明，Kβ_<55,2>发光和Kβ_<55,2>选择性XAFS返回到原始的V^<iv>状态，但是V坐标对称性并未返回到原始扭曲状态。新鲜状态下的扭曲的V结构被认为在脱水反应中特别活跃。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

X-ray Absorption Fine Structure Combined with X-ray Fluorescence Spectrometry. Monitoring of Vanadium Site Transformations on Titania and in Mesoporous Titania by Selective Detection of the Vandium Kα_1 Fluorescene

X 射线吸收精细结构与 X 射线荧光光谱法相结合，通过选择性检测钒 Kα_1 荧光来监测二氧化钛和介孔二氧化钛中的钒位点转变。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of Physical Chemistry B 109(31)
影响因子：
0
作者：
Yasuo Izumi;Fumitaka Kiyotaki;Nobuhiro Yagi;Aurel-Mihai Vlaicu;Atsushi Nisawa;Sei Fukushima;Hideaki Yoshitake;Yasuhiro Iwasawa
通讯作者：
Yasuhiro Iwasawa

X-ray Absorption Fine Structure Combined with X-ray Fluorescence Spectrometry. Improvement of Spectral Resolution at the Absorption Edges of 9 - 29 keV (Correction)

X 射线吸收精细结构与 X 射线荧光光谱法相结合。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Analytical Chemistry 78(7)(in press)
影响因子：
0
作者：
Yasuo Izumi;Hiroyasu Nagamori;Fumitaka Kiyotaki;Masih Dilshad;Taketoshi Minato;Jean-Pierre Candy;Hajime Tanida;Tomoya Uruga
通讯作者：
Tomoya Uruga

Direct Detection of Redox Reaction of Sulfur Compounds on Ferrite Nanoparticles (FP) Surface

直接检测铁氧体纳米粒子 (FP) 表面硫化合物的氧化还原反应

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Chemistry Letters 35・8
影响因子：
0
作者：
Kosuke Nishio;Nobuyuki Gokon;Yuusuke Mochizuki;Shotaro Nomura;Shoichiro Furukawa;Yoshinori Kita;Satoshi Sakamoto;Yasuo Izumi;Masanori Abe;Hiroshi Handa
通讯作者：
Hiroshi Handa

SPring-8の高輝度放射光を利用した先端触媒開発(安保正一,杉浦正洽,永田正之,監修)

利用 SPring-8 的高强度同步辐射进行先进催化剂开发（由 Shoichi Anbo、Masatoshi Sugiura 和 Masayuki Nagata 监督）