プラチナナノ粒子によって触媒化された一酸化炭素をメソポラスシリカで優先的に酸化する
Atsushi Fukuoka1, Jun-ichi Kimura, Tadashi Oshio
1Catalysis Research Center, Hokkaido University, N-21 W-10, Sapporo 001-0021, Japan. fukuoka@cat.hokudai.ac.jp
Journal of the American Chemical Society
|August 1, 2007
まとめ
メソポラスシリカのプラチナナノ粒子は,低温で燃料電池用の水素燃料の浄化に不可欠な,COの優先酸化 (PROX) の優れた性能を示しています.
科学分野:
- カタリシス カタリシス カタリシス
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
背景:
- 炭素一酸化物 (CO) の優先酸化 (PROX) は,ポリマー電解質燃料電池の水素 (H2) の浄化に不可欠です.
- 既存の貴金属触媒は,低動作温度での不十分な性能で苦戦しています.
研究 の 目的:
- H2浄化における低温CO酸化のための高度に活性,選択性,耐久性の高い触媒を開発する.
- PROX反応におけるメソポラスシリカを支えるプラチナナノ粒子の触媒メカニズムを解明する.
主な方法:
- メソポラスシリカを支えるプラチナナノ粒子の合成.
- 353K以下のPROX反応における触媒性能の評価.
- 反応メカニズムを研究するために,同位体トレーサー技術によるインシット赤外線スペクトロスコピー.
主要な成果:
- メソポラスシリカのPtナノ粒子は,353K以下のPROXに対して前例のない活性,選択性,耐久性を表しています.
- 反応のメカニズムは,二酸化炭素にメソポラスシリカから酸素を組み込むことであり,ガス相O2.2の直接使用ではありません.
- メソポル性シリカの表面ヒドロキシル (OH) 群は,水分形成なしにPtのCO酸化を促進する.
結論:
- メソポラスシリカは,Ptナノ粒子の触媒的性質を低温PROX.に大幅に強化します.
- シリカの酸素と表面OH群を伴うユニークなメカニズムは,効率的なCO酸化のための新しい経路を提供します.
- この触媒システムは,燃料電池の水素浄化技術の進歩に期待を寄せている.
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