孤立貴金属の特異な局所状態を利用した窒素酸化物還元サイトの創出

利用孤立的贵金属的独特当地条件创建氮氧化物还原点

• 批准号: 21K04775
• 负责人: 佐藤 勝俊
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04775/
• 关键词: 窒素酸化物; 孤立貴金属; 電子状態; 局所構造; NOx還元; 自動車触媒; 合金; 排ガス浄化

本研究では，ごく少量の貴金属を第二金属の結晶構造中に原子レベルで孤立させることによって，特異な構造および電子状態を発現させ，これをNOxの吸着・活性化を効率的に進める活性サイトとして展開することを目的とする．特に低燃費化による排ガス組成の変化に伴って要求が高まっている酸素過剰雰囲気下でも高い窒素酸化物（NOx）還元活性を示す触媒の開発を主たるターゲットとする．昨年度に引き続き，Ptに対して第4周期の遷移元素を中心とした第二金属の複合化を試みた．担体としてはAl2O3および一部の組み合わせについてはCe-Zr複合酸化物を使用し，これに含浸法でPt及び第二金属の前駆体を担持した．調製した触媒前駆体を水素雰囲気下で高温還元処理することで複合触媒を調製した．昨年度検討したPt-遷移金属の組み合わせから検討対象を拡張し，触媒調製とNO+CO+O2+C3H6反応をモデルとした活性評価を進めたところ，いくつかのPt-遷移金属の組み合わせについて，酸素過剰条件下において高い三元活性触媒能を示すことが知られているRh系触媒を凌ぐNOx浄化活性を示すことを見出した．また，第三金属として更に遷移金属を添加して更なる活性，特性の向上を狙ったものの，二元系の複合化触媒を超える性能を得ることはできなかった．これらの触媒についてキャラクタリゼーションを実施した．本年度はSTEM-EDSによる原子分解能観察を実施した．その結果，高いNOx還元活性を示した触媒はPtと第二金属の固溶がよく進み，Ptの分散が進んでいるのに対し，低活性触媒の多くはPtと第二金属の分離，凝集が進んでいる事がわかり，Ptの作用の発現に局所構造が強く寄与していることを確認することができた．

这项研究旨在将第二种金属晶体结构的原子水平上的少量贵金属隔离，从而创建独特的结构和电子状态，并将其作为一个有效的活性位点开发，从而有效地提高NOX的吸附和激活。主要目标是开发催化剂，即使在过氧大气中，由于燃料消耗较低而导致的废气组成变化，这种催化剂即使在过度氧气大气中也有所增加。从去年开始，我们试图将第二个金属与PT的第四个时期过渡元素相结合。作为载体，Al2O3和某些组合是CE-ZR复合氧化物，PT和第二个金属前体通过浸渍法支持。在氢气大气下，制备的催化剂前体进行了高温还原处理，以制备复合催化剂。 The subject of study was expanded from the Pt-transition metal combinations examined last year, and the activity evaluation was carried out using catalyst preparation and NO+CO+O2+C3H6 reactions as a model, and it was found that several combinations of Pt-transition metals exhibit NOx purifying activity that surpasses Rh-based catalysts, which are known to exhibit high ternary-activity catalytic ability under excess oxygen conditions.此外，尽管将进一步的过渡金属添加为第三个金属以进一步改善活性和特性，但不可能实现超过二元复合催化剂的性能。对这些催化剂进行了表征。今年，我们使用词干进行了原子分辨率观察。结果，发现表现出高NOX降低活性的催化剂在PT和第二金属之间具有良好的良好解决方案，而PT的分散也在进展中，而大多数低活性催化剂的分离和PT的分离和PT聚集的进展和第二金属，以及第二个金属，以及该局部结构对PT的开发有很大贡献。

项目成果

酸素過剰条件での排ガス浄化活性向上を目指した白金-汎用金属複合触媒の開発

开发铂通用金属复合催化剂，旨在提高氧过量条件下的废气净化活性

• 发表时间: 2022
• 作者: 山内紀子;内野七海;小林芳男;川口敦史;尾形慎;森尻康介，佐藤勝俊，山田博史，永岡勝俊
• 通讯作者: 森尻康介，佐藤勝俊，山田博史，永岡勝俊

NOx Reduction Activity of Isolated Electron‐Rich Pt in Pt-Co/Al2O3 catalyst for NO-CO-C3H6-O2 Reaction

Pt-Co/Al2O3 催化剂中孤立富电子 Pt 对 NO-CO-C3H6-O2 反应的 NOx 还原活性

• 发表时间: 2021
• 作者: Katsutoshi Sato;Yuto Motoyama;Ayano Ito;Yuichiro Wada;Katsutoshi Nagaoka
• 通讯作者: Katsutoshi Nagaoka