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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06855090/
• 关键词: 無電解めっき; プレート型触媒; メタノール分解反応; 管壁型反応器; ニッケル触媒; 無電解めっき; プレート型触媒; メタノール分解反応; 管壁型反応器; ニッケル触媒

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。

进行这项研究的目的是通过测量通过电镀物方法制备的板条层的微物理特性并检查与催化剂特性的关系，以阐明镀催化剂的催化作用机理。具体而言，使用铝作为底物和带有不同浴室组成和流动性的电镀镍制备各种Ni/Al板型催化剂，并使用各种光谱仪器来观察结构并分析板块的组成。然后检查获得的物理特性与甲醇分解特性之间的相关性。从今年的研究结果中获得的发现如下。当使用XRD观察镀层层的晶体结构时，据显示，从镍（111）和铝（220）表面确定的结晶石直径的比率与催化活性成反比，并且是对尼尔米和铝的晶体直径的主要影响，具有对蛋白质的主要影响。此外，当使用EPMA检查每个催化剂的典型点的表面组成时，催化剂的镀层层有选择地分解甲醇，其中包含大量杂质（例如锌和磷），这些杂质被认为是从镀膜中使用的，几乎没有铝，并且没有包含铝。另一方面，催化剂的镀层层是大量的甲烷，二甲基醚等，不包含锌，并且包含大量铝。此外，当使用XPS分析每个电镀层中的元件状态时，选择性分解甲醇的催化剂含有大量的0值镍，并且产生甲烷和二甲烷的催化剂含有大量的分离镍。从这些结果可以推断出，诸如锌和磷等杂质会影响镍的电子状态，从而促进甲醇的选择性分解。实际上，颗粒Ni/ZnO催化剂和Ni_3p催化剂有选择地分解甲醇，镍的电子状态为零Valent。这决心支持先前的推理。