赤外線化学発光測定による触媒表面反応における遷移状態解析と活性サイト構造の解明

使用红外化学发光测量进行催化剂表面反应中的过渡态分析和活性位点结构阐明

• 批准号: 06J50132
• 负责人: 中尾 憲治
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J50132/
• 关键词: 赤外線化学発光法; 一酸化炭素; 窒素酸化物; パラジウム; プラチナ; ロジウム; 単結晶; 反応ダイナミクス

貴金属(Pd, Pt, Rh)単結晶上での,CO酸化(CO+O_2,CO+NO, CO+N_2O)反応を定常状態で行った.本研究のように,単結晶上において定常的な触媒反応を行う研究例は,世界的に見ても少ない.さらに,生成分子の赤外化学発光を測定することによって,反応の遷移状態に関する情報を報告しているのは,我々のグループのみである.CO+O_2反応に関して,Pd(111),Pt(111),Rh(111)上で行った.反応速度・反応開始温度は,金属によって大きく異なった.赤外発光測定の結果から,いずれの表面でも変角振動が励起したCO_2分子が生成することがわかった.これは,その平坦な表面構造に大きく依存していると考えられる.しかし,その振動励起状態の大きさは,金属によって大きく異なった.このことから,活性錯合体の構造が,同じ平坦な表面でも,金属によって異なることが示唆された.また,同じ金属上における反応でも,表面構造(Pd(110),Pd(111),Pt(110),Pt(111))が変われば,生成分子の振動励起状態あるいは活性錯合体構造が異なることを見出した.特にPt(110)表面は,COの被覆率によって表面構造を変化させるため,被覆率の小さい領域では,変角振動が励起し,Pt(110)(1×2)上で曲がった活性錯合体を経るのに対し,被覆率の大きい領域では,逆対称伸縮振動が励起することから,Pt(110)(1×1)上でより直線的な活性錯合体を経ることが明らかとなった.酸化剤をNOやN_2Oに代えると,反応速度も非常に大きく変わることがわかった.特に,Pd(110)上でのCO+N_2O反応は,酸化力がO_2よりも大きなN_2Oであるにも関わらず,反応速度の大きさが20分の1になることがわかった.これは,N_2Oの解離速度が小さいため(N_2O解離が律速)だと考えられる.

The noble metals (Pd, Pt, Rh) were crystallized and CO acidified (CO+ O_2, CO +NO, CO+N_2O) reactions were observed in steady state. In this study, the crystal structure of the catalyst reaction system was studied. In this paper, the chemical emission of organic molecules is determined. The information about the migration state of CO+O_2 is reported. The reaction is carried out on Pd(111),Pt (111),Rh(111). Speed of reaction, starting temperature of reaction, metal temperature. The results of infrared emission measurement show that the surface of CO_2 molecule is excited by angular vibration. The flat surface structure depends on the size of the surface. The vibration excitation state is very large, and the metal is very different. The structure of the active complex is the same as that of the flat surface, and the metal is different. The surface structure (Pd(110),Pd(111),Pt(110),Pt(111)) of the same metal is different, and the vibration excitation state of the generated molecule is different. In particular, Pt(110) surface,CO coverage, surface texture, surface structure, surface, surface, Acidification NO In particular, CO+N_2O reaction on Pd(110), acidizing power, reaction velocity, and reaction time are all 20 minutes and 1 minute, respectively. The dissociation velocity of N_2O is very small.

项目成果

Promoting effect of energetic activation of methane molecular-beam in direct catalytic partial oxidation of methane

甲烷分子束能量活化对甲烷直接催化部分氧化的促进作用

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemical Communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: 佐々木 俊彰;国森 公夫;等
• 通讯作者: 等

Pt単結晶上でのCO酸化反応における表面再構成の効果-活性錯合体構造と反応場の変化-

表面重组对Pt单晶CO氧化反应的影响-活性配合物结构和反应场的变化-

• 发表时间: 2006
• 期刊: 触媒(Catalysts ＆ Catalysis) 48
• 作者: Shaoling XIA;Hong SUN;Hongying WANG;Kohei TAKEDA;Takaomi KOBAYASHI;Xiao-Yang Yang;Kenji Nakao;Xiao-Yang Yang;Kenji Nakao;Kenji Nakao;中尾憲治
• 通讯作者: 中尾憲治

赤外線化学発光測定によるPt(110)およびPt(111)単結晶上におけるCO酸化反応

红外化学发光测量 Pt(110) 和 Pt(111) 单晶上的 CO 氧化反应

• 发表时间: 2006
• 期刊: 表面科学 24
• 作者: Shaoling XIA;Hong SUN;Hongying WANG;Kohei TAKEDA;Takaomi KOBAYASHI;Xiao-Yang Yang;Kenji Nakao;Xiao-Yang Yang;Kenji Nakao;Kenji Nakao;中尾憲治;中尾憲治
• 通讯作者: 中尾憲治

Performance and characterization of NiO-MgO solid solution modified with noble metals in oxidative steam reforming of methane under pressurized conditions

贵金属修饰的NiO-MgO固溶体在加压条件下甲烷氧化蒸汽重整中的性能和表征

• 发表时间: 2007
• 期刊: ACS Symposium Series, Ultraclean Transportation Fuels 959
• 作者: S.Kado;N.Mohammad;Y.Mukainakano;Y.Miyazawa;K.Nakao;K.Okumura;T.Miyao;S.Naito;K.Suzuki;K.Fujimoto;K.Kunimori;K.Tomishige
• 通讯作者: K.Tomishige

CO oxidation on Pd(111), Pt(111), and Rh(111) surfaces studied by infrared chemiluminescence spectroscopy

• DOI: 10.1016/j.susc.2007.04.015
• 发表时间: 2007-09
• 期刊: Surface Science
• 影响因子: 1.9
• 作者: K. Nakao;O. Watanabe;Toshiaki Sasaki;S. Ito;K. Tomishige;K. Kunimori