バイメタル表面の構造と触媒作用

双金属表面的结构和催化作用

基本信息

批准号：
08232220
负责人：
田中虔一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 1997
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08232220/
关键词：
バイメタル触媒 NO+H_2反応 NOxPt-Rh触媒単結晶表面電気化学 Rh Pt(100)Pt(110)Pt Rh(100)Rh(110)

项目摘要

ガソリン車排気ガス中のNOxを除去する三元触媒として知られているPt-Rhバイメタル触媒におけるRhの役割を明らかにした。電気化学的にPt(100),Pt(110),Rh(100),Rh(110)等の単結晶表面にRhあるいはPtを析出させたモデルバイメタル表面を用いて触媒機能と表面構造を調べた。Pt(100)表面はNO+H_2反応に活性であるがPt(110)表面は殆ど活性を示さない。しかるに、一層以下のRhをのせたRh/Pt(110)とRh/Pt(100)表面は殆ど同じ高い活性を示す(図参照)。即ち、NO+H_2反応はPt表面では「構造敏感な反応」であるが少量のRhをせたPt触媒は完全に「構造鈍感」であることを見いだした。さらに、Rh(100),Rh(110)表面にPtをのせた表面の触媒活性も、反応条件下でRhが表面に析出し殆ど同じ活性を示す表面が生成する。これらの結果は、表面の全てのPt原子がRhを加えることで機能するようになることを意味し、実用触媒にとって大変に重要である。また高い触媒機能を発揮する(100)表面はいずれも反応条件下で共通した特徴的なp(3x1)構造を示し、触媒機能に要求される最小構造が約1/3層のRhと2/3層のPtから構成される活性表面であると言う実用にとって重要な知見が示唆された。

我们阐明了 Rh 在 Pt-Rh 双金属催化剂中的作用，该催化剂被称为三元催化剂，可去除汽油车尾气中的 NOx。使用模型双金属表面研究催化功能和表面结构，其中Rh或Pt电化学沉积在单晶如Pt(100)、Pt(110)、Rh(100)、Rh(110)、 ETC。。 Pt(100)表面对NO+H_2反应具有活性，但Pt(110)表面几乎没有活性。然而，负载少于一层 Rh 的 Rh/Pt(110) 和 Rh/Pt(100) 表面表现出几乎相同的高活性（见图）。换句话说，我们发现NO+H_2反应在Pt表面是“结构敏感反应”，但添加少量Rh的Pt催化剂则完全是“结构不敏感反应”。此外，关于其上放置Pt的Rh(100)和Rh(110)表面的催化活性，在反应条件下Rh沉淀在表面上，导致表面表现出几乎相同的活性。这些结果意味着表面上的所有 Pt 原子通过添加 Rh 变得具有功能性，这对于实际催化剂非常重要。此外，所有表现出高催化功能的（100）表面在反应条件下都表现出共同的特征p（3x1）结构，催化功能所需的最小结构约为1/3层Rh和2/2层，这是一个重要的因素。建议实际使用的发现是：活性表面由三层 Pt 组成。