0電界アシストによる欠陥制御セラミックス異種界面におけるCO_2分子の活性化

电场辅助激活缺陷控制陶瓷异种界面处的CO_2分子

• 批准号: 08875164
• 负责人: 中村 吉伸
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08875164/
• 关键词: ヘテロ接触; 二酸化炭素; 一酸化炭素; 触媒; 電界; センサー; 格子欠陥; 酸化銅; 銅ペロブスカイト; 還元反応; 格子ひずみ

本研究においては機能性セラミックス異物質界面を触媒として利用してCO2を活性化し、CO2を有効利用が可能な分子に変換するための基礎資料を得ることを目的とする。炭酸ガス(CO2)を活性化するにあたっては、それに適した機能界面を設計しなければならない。センサーと触媒は表裏一体であることからCO2センサーとして優れた界面はCO2変換触媒としての性能を発揮するはずである。そのことを念頭におき、本研究は3つのパートに分けられる。まずCO2の関与する機能界面を探索する目的で、CO2感度を有するガスセンサーの探索・評価を行なった。酸化銅セラミックスを作製過程で急冷操作を行ったりアルカリ金属添加などにより単位格子をひずませることでCOおよびCO2ガスに対して活性な界面を得ることができた。次章では機能界面を実際に触媒として応用し、界面に電界を印加してその反応速度に対する印加電界の効果を論じた。CuO-ZnO界面に直流バイアスを印加することで一酸化炭素の酸化反応速度が制御されることが明らかとなり、逆バイアス印加で反応促進、順バイアス印加で抑制されることが明らかとなった。この現象は、CuO表面のフェルミ準位の変動による、表面吸着酸素上の有効負電荷量の変動によるものであると推測された。第3章では本研究遂行の過程で付加的に見いだされたZnO-ZnO単結晶ホモ界面における負性抵抗効果につき論じた。単結晶同士の界面でバリスタ特性発現のための添加物なしで大きな非直線電流電圧特性が得られることを確認した。この系は極微小領域に電界が集中する界面であり、高電界効果が触媒活性に与える影響を考察する上での一つの基礎資料となった。

The purpose of this study is to obtain basic data on the functional properties of heterogeneous materials, such as catalyst utilization, activation of CO2 and utilization of CO2. Carbon dioxide (CO2) is activated in the presence of an appropriate functional interface. The CO2 conversion catalyst is integrated into the interior and exterior of the catalyst. This study was conducted on the basis of the results of the study. CO2-related and functional interfaces are explored for purposes, CO2-sensitive interfaces are explored and evaluated. The quenching operation of acidizing copper is carried out by adding CO and CO2 to the unit cell. The second chapter is about the effect of the interface on the reaction speed. CuO-ZnO interface is characterized by direct current (DC), reverse current (DC) and reverse current (DC). This phenomenon is due to the change of CuO surface position and the change of surface adsorption negative charge. Chapter 3 is a discussion on the negative resistance effect of ZnO-ZnO single crystal interface. The characteristics of the crystal phase interface are revealed by the addition of large nonlinear current-voltage characteristics This is a basic data for investigating the effect of concentration on catalyst activity in small areas of dust and high electric field.

项目成果

Y.Nakamura et,al.: "PdO-ZnO Heterocontact Cell for Evidencing Active Electron Transfer in Gas Phase Reaction" Japanese Sensor Newsletters. 10(4). 11-16 (1996)

Y.Nakamura 等人：“用于证明气相反应中活性电子转移的 PdO-ZnO 异质接触电池”日本传感器通讯。

Y.Ariga,Y.Nakamura,et,al.: "Electric Control of the Chemical Reaction for the Ceramic pn Heterocantact Sora" Japanese Sensor Newsletters. 10(1). 25-27 (1996)

Y.Ariga、Y.Nakamura 等人：“陶瓷 pn Heterocantact Sora 化学反应的电气控制”日本传感器通讯。

Y.Nakamura, et al.: "Electronic Control of the Chemical Reaction in Cermic-Ceramic Interface-Modeling of the Reaction Scheme-" J.Electroceramics,. (in press).

Y.Nakamura 等人：“陶瓷-陶瓷界面中化学反应的电子控制 - 反应方案的建模 -”J.Electroceramics，。

Y.Nakamura, et al.: "Enhanced CO and CO2 Gas Sensitivity of the CuO/ZnO Heterocontact made by Quenched CuO Ceramics" J.Electrochem.Soc,. 145・2. 632-638 (1998)

Y.Nakamura 等人：“由淬火 CuO 陶瓷制成的 CuO/ZnO 异质接触的增强的 CO 和 CO2 气体灵敏度”J.Electrochem.Soc，145・2（1998）。

中村吉伸 他: "セラミックス半導体の組織制御による機能化-ヘテロ接合・接触系-" セラミックス. (印刷中).

Yoshinobu Nakamura 等人：“通过结构控制实现陶瓷半导体的功能化 - 异质结/接触系统 -”陶瓷（正在出版）。