Ni系金属間化合物触媒の新規合成法の開発とその触媒特性の解明

镍基金属间化合物催化剂新合成方法的开发及其催化性能的阐明

基本信息

批准号：
22K04824
负责人：
高山大鑑
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和4(2022)年度は、Ni系金属間化合物触媒の新規な合成法として、溶融亜鉛合金中におけるNi系金属間化合物の合成法の確立に着手し、以下２点について検討した。(A)溶融亜鉛合金中におけるNi系金属間化合物の合成条件の検討石英管にNi、TaおよびZnの混合粉末を真空封入(< 0.1 Pa)した後、マッフル炉を用いた800度の加熱によって、粉末状のNiTa2を単一相で得ることに成功した。このとき、残留Znは、空気雰囲気・室温下のNaOH水溶液中で攪拌することで除去できた。NiとTaの融点がそれぞれ1500および3000度であることから、本手法が低温合成に有効であることが示された。また、主結晶相として得られるNi系金属間化合物の組成は、Ni、TaおよびZnの混合比率に依存することがわかった。(B)効率的な相図作成のための機械学習の導入Ni系金属間化合物を高い相純度で得ることは、これらの触媒性能を評価・比較するうえで重要である。前述(A)の検討により、Ni/Ta比の異なるNi系金属間化合物を単一相で得るためには、Ni、TaおよびZnの混合比率を詳細に検討する必要があることがわかった。そこで、機械学習手法の一つである不確実性サンプリングに基づいた相図作成コード（Phase Diagram Construction；PDC）を応用して、Ni-Ta-Znの3元系相図に基づく混合比率の最適化を行うこととした。現在、効率的な混合比率の最適化に向けて、機械学習プログラムから提案された候補点の実験を行い、その実験結果（生成物の組成情報）を機械学習プログラムにフィードバックすることを繰り返す「サイバー・フィジカルループ」を検証中である。

2022年，我们开始建立在熔融锌合金中合成镍基金属间化合物的方法，作为镍基金属间化合物催化剂的新合成方法，并研究了以下两点。 (A) 在熔融锌合金中合成 Ni 基金属间化合物的条件的研究将 Ni、Ta 和 Zn 的混合粉末真空密封在石英管 (< 0.1 Pa) 中后，将混合物加热到 800 度。马弗炉，我们成功地获得了单相粉末状 NiTa2。此时，可以通过在室温下在空气气氛中在NaOH水溶液中搅拌来除去残留的Zn。 Ni和Ta的熔点分别为1500度和3000度，表明该方法对于低温合成是有效的。还发现作为主晶相获得的Ni基金属间化合物的组成取决于Ni、Ta和Zn的混合比。 (B)引入机器学习以有效创建相图获得具有高相纯度的镍基金属间化合物对于评估和比较这些催化剂的性能非常重要。从上述（A）的研究发现，为了获得不同Ni/Ta比例的单相Ni基金属间化合物，需要详细研究Ni、Ta和Zn的混合比例。因此，我们应用基于不确定性采样的相图构建代码（PDC）（机器学习方法之一）来优化基于Ni-Ta-Zn三元相图的混合比，我们决定改变格式。。目前，为了有效地优化混合比例，我们正在对机器学习程序提出的候选点进行实验，并将实验结果（产品的成分信息）反馈给机器学习程序。・我们目前正在验证` “物理循环。”