アークプラズマ法を用いる貴金属ミニマム化触媒の物質設計

电弧等离子体法贵金属最小化催化剂材料设计

• 批准号: 10J02038
• 负责人: 日隈 聡士
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization (2012)Kumamoto University (2010-2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02038/
• 关键词: アークプラズマ; XAFS; 複合金属; セリア; 貴金属代替; 貴金属; 酸化物; 自動車触媒; オキソ酸塩

アークプラズマ(AP)法では、複数のプラズマを同時発生することによって複合ナノ粒子が生成し、多様な二元系担持金属触媒の調製に応用できる。当該年度では、研究従事機関を高エネルギー加速器研究機構に変更し、二元系AP法を用いて調製したナノ粒子の局所構造解析を試みた。放射光を利用したXAFSから、複合ナノ粒子の形成過程のメカニズムおよび触媒活性との相関を考察した。Fe-Pd二元系では、それぞれのターゲットのパルス放電を同期することによって析出させた複合ナノ粒子は、第一配位圏にPd-Fe配位に帰属されるピークが見られ、原子間距離(r=2.70Å)はFe3Pd(Pm-3m)のFe-Pd距離にほぼ一致した。Fe-Pd/CeO2触媒は、一元系触媒と比較して両元素の金属状態が安定化され、その傾向は二種の金属のAPを同期した方が、非同期の場合より特に顕著になることが分かった。金属状態の割合に対応して、二つのAPを同期した触媒が最も高活性を示した。AP法によって調製した汎用金属同士のFe-Cu触媒のEXAFS振動では、FeとCuとの相互作用によって生じたものと推定されるピークが認められ、デラフォサイト型のCuFeO2のFe-Cu系複合酸化物の形成の可能性が示唆された。Fe-Cu/CeO2では、従来型の触媒調製法である含浸法試料よりも高い活性を示した。同じ処理を施したPt/A1203と比較しても明らかに低温で反応を開始しており、実用的にも高い触媒性能を有することが分かった。高活性の要因として、Fe-Cuの複合化によってCeO2表面上でCO吸着に有効なデラフォサイト相当の化合物相がきわめて高分散に生成したことが要因であると考えられる。また、軟X線領域に存在するL吸収端XAFS実験を行うためにセルの開発を行った。以上の研究成果は、従来の触媒と比べて高性能で省貴金属・低コストの次世代触媒調製技術のみならず、貴金属完全代替をも可能にする新たな物質設計手法の先駆けとして期待できる。

ア ー ク プ ラ ズ マ method (AP) で は, plural の プ ラ ズ マ を and 発 す る こ と に よ っ て composite ナ が ノ particles generated し, many others な binary system bear a metal catalyst の modulation に 応 with で き る. When the annual で は, research 従 secret affairs masato を high エ ネ ル ギ ー に accelerator research institutions - more し, method of binary system AP を い て modulation し た ナ ノ particle の bureau structure を try み た. Radiological light を investigated the <s:1> た by using the <s:1> たXAFS ら ら and the <s:1> メカニズムおよび catalyst activity と <e:1> related to the process of <s:1> formation of composite ナノ particles を. Fe - Pd binary で は, そ れ ぞ れ の タ ー ゲ ッ ト の パ ル ス discharge を period す る こ と に よ っ て precipitation さ せ た composite ナ は ノ particles, the first coordination sha-lu に Pd - Fe ligand に 帰 genus さ れ る ピ ー ク が see ら れ, the distance between the atoms (r = 2.70 A) は Fe3Pd (Pm) - 3 m の Fe - Pd distance に ほ ぼ consistent し た . Fe - Pd/CeO2 catalyst は, unitary system catalyst と comparison し て struck element の metal state が stabilization さ れ, そ の tend to the same period two の は metal の AP を し た が, not in the same period の occasions よ り, に 顕 the に な る こ と が points か っ た. Metallic state <s:1> cutting に is most highly active against 応 て て, two <s:1> <s:1> APを and <s:1> た catalyst が at the same period を, which shows た た. AP method に よ っ て modulation し た domestic metal with James の Fe - Cu catalyst の EXAFS vibration で は, Fe と Cu と の interaction に よ っ て raw じ た も の と presumption さ れ る ピ ー ク が recognize め ら れ, デ ラ フ ォ サ イ ト type の CuFeO2 の Fe - Cu composite acidification formation の が の possibility in stopping さ れ た. The Fe-Cu/CeO2で で and 従 are used in the である impregnation method of the <s:1> catalyst preparation method. The よ and <s:1> high <s:1> activity を of the test material shows た た. With じ 処 Richard を shi し た Pt/A1203 と compare し て も Ming ら か に で at low temperature anti 応 を began し て お り, be use に も high い catalyst performance を す る こ と が points か っ た. Highly active の by と し て, Fe Cu composite の に よ っ て CeO2 で CO on the surface sorption に have sharper な デ ラ フ ォ サ イ ト quite の compound phase が き わ め て highly dispersed に generated し た こ と が by で あ る と exam え ら れ る. In the field of また and soft X-ray, there are する l-suction end XAFS experiments を, うためにセ, and を development った. は の above research results, the 従 の catalyst と than べ て high-performance で save precious metals, low コ ス ト の nextgen catalyst modulation technology の み な ら ず, precious metals completely replace を も may に す る new た な material design gimmick の 駆 first け と し て expect で き る.

项目成果

アークプラズマ法による二元系遷移金属/CeO_2の調製と触媒特性

电弧等离子体法制备二元过渡金属/CeO_2及其催化性能

• 发表时间: 2012
• 作者: Satoshi Hinokuma;Keita Ikeue;Satoshi Hinokuma;Masato Machida;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;Ahmed Jalal Samed;Satoshi Hinokuma;日隈聡士;日隈聡士;日隈聡士;勝原康雄;勝原康雄;日隈聡士;今村文香;榮留大史;勝原康雄
• 通讯作者: 勝原康雄

アークプラズマ法で調製したPd/CeO_2の熱処理効果(2)

电弧等离子体法制备Pd/CeO_2的热处理效果（2）

• 发表时间: 2011
• 作者: Satoshi Hinokuma;Keita Ikeue;Satoshi Hinokuma;Masato Machida;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;Ahmed Jalal Samed;Satoshi Hinokuma;日隈聡士;日隈聡士;日隈聡士;勝原康雄;勝原康雄;日隈聡士;今村文香;榮留大史;勝原康雄;町田正人;上野真奈;尾村武司;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;上野真奈;中野修治;今村文香;Satoshi Hinokuma;日隈聡士
• 通讯作者: 日隈聡士

Structure and Catalytic Property of Supported Rhodium Catalysts Prepared Using Arc-plasma

电弧等离子体制备负载型铑催化剂的结构及催化性能

• 发表时间: 2011
• 期刊: Catalysis Today
• 影响因子: 5.3
• 作者: Satoshi Hinokuma;Keita Ikeue;Satoshi Hinokuma;Masato Machida;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;Ahmed Jalal Samed;Satoshi Hinokuma
• 通讯作者: Satoshi Hinokuma

アークプラズマ法による金属ナノ粒子の調製と触媒特性

电弧等离子体法制备金属纳米粒子及其催化性能

• 发表时间: 2011
• 作者: Satoshi Hinokuma;Keita Ikeue;Satoshi Hinokuma;Masato Machida;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;Ahmed Jalal Samed;Satoshi Hinokuma;日隈聡士;日隈聡士;日隈聡士;勝原康雄;勝原康雄;日隈聡士;今村文香;榮留大史;勝原康雄;町田正人;上野真奈;尾村武司;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;上野真奈;中野修治;今村文香;Satoshi Hinokuma;日隈聡士;日隈聡士;榮留大史;安藤枝里子
• 通讯作者: 安藤枝里子

アークプラズマ法によるCeO2担持複合遷移金属ナノ粒子の調製

电弧等离子体法制备CeO2负载复合过渡金属纳米颗粒

• 发表时间: 2013
• 作者: Satoshi Hinokuma;Keita Ikeue;Satoshi Hinokuma;Masato Machida;Satoshi Hinokuma;Satoshi Hinokuma;Ahmed Jalal Samed;Satoshi Hinokuma;日隈聡士;日隈聡士;日隈聡士;勝原康雄
• 通讯作者: 勝原康雄