ロジウム－銅合金ナノ粒子触媒の電子状態を観測―触媒活性発現に新たな方法が見つかる可能性示唆：物質・材料研究機構ほか
(2017年1月25日発表)
(国)物質・材料研究機構と京都大学、大分大学の共同研究グループは1月25日、自動車排ガスの浄化触媒として期待されているロジウム(Rh)と銅(Cu)から成る合金ナノ粒子の組成と電子状態の関係を調べた結果、触媒活性と電子状態が簡単に関係づけられないことが明らかになったと発表した。
今後両者の関係を詳細に解析すれば、合金ナノ粒子にロジウム単独のナノ粒子と同等の触媒活性を持たせる新たな方法が見出せる可能性があるとしている。
希少元素のロジウムは価格が高いので使用量を減らすことが求められているが、ロジウムに銅を加えたロジウム－銅合金ナノ粒子は排ガス成分を酸化する触媒活性を持つことがこれまでの研究でわかっている。合金組成が異なると電子状態が異なり触媒活性に影響すると考えられるが、実験が難しくこれらの関係は未解明だった。
研究グループは今回、大型放射光施設SPring-8で得られるエネルギーの高い(硬)X線を用いて、組成が異なるタイプの合金ナノ粒子を光電子分光測定し、それらの電子状態を調べた。
その結果、高ロジウム組成のタイプではロジウム単独のナノ粒子と類似の酸化状態が観測されたが、銅が約半分のタイプではロジウム単独ナノ粒子と類似のロジウムの酸化状態を持つ割合が減り、銅の酸化成分が増大することが観測された。
ロジウム組成が多い場合と銅組成が半分の場合とでは触媒活性に違いがないことから、同じ触媒活性を持つ2種類の合金ナノ粒子の酸化数が異なるという今回の研究成果は、新触媒の創製においてより詳細な電子状態の評価が重要であることを示唆しているという。
