無電解めっき法による新規なプレート状触媒のミクロ物性とその触媒特性

化学镀新型板状催化剂的微物理性质及催化性能

基本信息

批准号：
06855090
负责人：
福原長寿
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kogakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、無電解めっき法により調製したプレート型触媒のめっき層に関するミクロ物性測定を行ない、その触媒特性との関係を調べることによって、めっき触媒の触媒作用発現の機構を明らかにすることを目的として実施した。具体的には、アルミニウムを基板とし、浴組成や液性を変化させた無電解ニッケルめっきにより各種Ni/Al系プレート型触媒を調製し、そのめっき層に関する構造観察や組成分析などを各種分光機器を用いて行なった。そして、得られた物性の結果とメタノール分解特性との相関性について検討した。本年度の研究結果から得られた知見は次の通りである。XRDによってめっき層の結晶構造の観察を行なったところ、各触媒のニッケル(111)面とアルミニウム(220)面から求めた結晶子径の比は触媒活性と逆比例の関係にあり、ニッケルとアルミニウムの結晶子径が触媒活性に大きく影響することが明らかとなった。また、各触媒の代表的なポイントにおける表面組成をEPMAによって調べたところ、メタノールを選択的に分解する触媒のめっき層中には、めっき時に使用した試薬から混入すると考えられる亜鉛やリンなどの不純物が多く含まれており、アルミニウムはほとんど含まれていなかった。一方、メタンやジメチルエーテルなどを多く副生する触媒のめっき層中には亜鉛が存在せず、アルミニウムが多く含まれていた。さらに、XPSによって各めっき層中の元素の状態分析を行なったところ、メタノールを選択的に分解する触媒には0価のニッケルが多く含まれており、メタンやジメチルエーテルを副生する触媒には2価のニッケルが多く含まれていた。これらのことから、亜鉛やリンなどの不純物がニッケルの電子状態に影響を及ぼし、メタノールの選択的な分解を促進させていることが推論された。実際、粒状のNi/ZnO触媒やNi_3P触媒はメタノールを選択的に分解し、そのニッケルの電子状態は0価であった。このことから、先の推論が支持されるものと判断された。

本研究的目的是通过测量化学镀制备的板状催化剂镀层的微观物理性质并研究其与催化性质的关系，以阐明镀覆催化剂的催化作用机理。接下来。具体来说，我们以铝为基材，通过改变镀液成分和液体性质的化学镀镍制备了各种Ni/Al板状催化剂，并使用各种光谱仪器观察了镀层的结构并分析了镀层的成分。使用然后，我们研究了获得的物理性质结果与甲醇分解特性之间的相关性。今年的研究结果如下。当通过XRD观察镀层的晶体结构时，发现各催化剂的镍(111)面和铝(220)面确定的微晶直径的比值与催化活性成反比，并且镍和铝已经清楚催化活性的微晶尺寸极大地影响催化活性。此外，当使用EPMA对各催化剂的代表点的表面组成进行研究时，发现选择性分解甲醇的催化剂的镀层中含有锌和磷等杂质，这些杂质被认为是从所用试剂中混入的。电镀时含有大量的铝，而几乎不含铝。另一方面，催化剂镀层中不存在锌，产生大量甲烷、二甲醚等副产物，并且含有大量铝。此外，当我们使用XPS分析每个镀层中的元素状态时，我们发现选择性分解甲醇的催化剂含有大量的零价镍，而副产物产生甲烷和二甲醚的催化剂含有2 -价镍。它含有大量的镍。从这些结果推断，锌和磷等杂质影响镍的电子态并促进甲醇的选择性分解。事实上，颗粒状Ni/ZnO催化剂和Ni_3P催化剂选择性地分解甲醇，且镍的电子态为零。由此判断，之前的推论得到了支持。