アンモニアｐｈｏｔｏ－ＳＣＲおよびｐｈｏｔｏ－ＳＣＯに有効な実用的高速触媒の開発

採用1,2年目の検討により，ルテニウム色素で修飾した二酸化チタン光触媒が可視光照射下でのアンモニアを還元剤とした窒素酸化物の選択接触還元（アンモニア脱硝）に高い活性を示すことを見出し，自動車排ガスにおける実用的な高ガス流速条件下で， 一酸化窒素の転化率が99%以上, 窒素への選択率が99％以上と高活性な触媒開発に成功した．採用3年目の本年は，上記の可視光照射下で非常に高い活性を示すルテニウム色素修飾二酸化チタン上でのアンモニア脱硝の反応機構解析を行った．反応のブランクテストの結果，本反応は色素増感型の機構で進行することが示唆された．また，拡散反射紫外可視分光法を用いて，ルテニウム色素の一電子酸化体が，アンモニアを酸化的に活性化可能であることを確認した．各種分光法を用いた検討から，可視光照射下で色素から二酸化チタンへの電子注入が起こり，生成したルテニウム色素の一電子酸化体が，アンモニアを活性化し，アミドラジカル中間体を生成する反応機構を提案した．作用スペクトル測定から，可視光を照射した場合では，紫外光を照射した場合よりも見かけの量子収率が低いことが分かった．つまり，ルテニウム色素で修飾した二酸化チタン光触媒が高い活性を示したのは，ルテニウム色素による表面修飾により，可視光域の光を利用可能になったため，反応に使える光子数が増加したためであると結論した．上記以外にも，排ガス中に含まれる触媒被毒ガスである硫黄酸化物の添加効果を検討し，反応後の触媒のキャラクタりゼーションから，触媒被毒モデルを提案した．さらに，低温脱硝の概念を拡張し，二酸化チタンをベースとする光媒上へ窒素酸化物の酸化・吸蔵技術を新たに開発した．

採用1,2年目の検討により，ルテニウム色素で修飾した二酸化チタン光触媒が可視光照射下でのアンモニアを還元剤とした窒素酸化物の選択接触還元（アンモニア脱硝）に高い活性を示すことを見出し，自動車排ガスにおける実用的な高ガス流速条件下で， 一酸化窒素の転化率が99%以上, 窒素への選択率が99％以上と高活性な触媒開発に成功した．採用3年目の本年は，上記の可視光照射下で非常に高い活性を示すルテニウム色素修飾二酸化チタン上でのアンモニア脱硝の反応機構解析を行った．反応のブランクテストの結果，本反応は色素増感型の機構で進行することが示唆された．また，拡散反射紫外可視分光法を用いて，ルテニウム色素の一電子酸化体が，アンモニアを酸化的に活性化可能であることを確認した．各種分光法を用いた検討から，可視光照射下で色素から二酸化チタンへの電子注入が起こり，生成したルテニウム色素の一電子酸化体が，アンモニアを活性化し，アミドラジカル中間体を生成する反応機構を提案した．作用スペクトル測定から，可視光を照射した場合では，紫外光を照射した場合よりも見かけの量子収率が低いことが分かった．つまり，ルテニウム色素で修飾した二酸化チタン光触媒が高い活性を示したのは，ルテニウム色素による表面修飾により，可視光域の光を利用可能になったため，反応に使える光子数が増加したためであると結論した．上記以外にも，排ガス中に含まれる触媒被毒ガスである硫黄酸化物の添加効果を検討し，反応後の触媒のキャラクタりゼーションから，触媒被毒モデルを提案した．さらに，低温脱硝の概念を拡張し，二酸化チタンをベースとする光媒上へ窒素酸化物の酸化・吸蔵技術を新たに開発した．