ブックタイトルマツダ技報　2012 No.30

概要

マツダ技報　2012 No.30

マツダ技報No.30(2012)4.結果と考察4.1微粒子化技術の適用効果貴金属シングルナノ材料に微粒子化技術を適用した場合の粒度分布をFig.2に示す。微粒子化前の平均三次粒子径は約700nmであった。これに対し,微粒子化後の平均三次粒子径は約150nmで,約1/4のサイズとなっていることを確認した。Relative number of particles / %40302010Catalyst ACatalyst B00.010.1110Diameter of particles /μmFig.2 Diameter of Particles at Fresh (500℃, 2hr, Air)Catalyst A : Before grain refinementCatalyst B : After grain refinement4.2微粒子化した貴金属シングルナノ材料のエージングによる比表面積及び材料構造への影響貴金属シングルナノ材料に微粒子化技術を適用した場合の比表面積をTable 1,TEM観察の結果をFig.3,X線回折の結果をFig.4にそれぞれ示す。Fig.3-aにおいて,微粒子化前後(初期)を比べると,従来粒子(Catalyst A)が一つの凝集体を形成しているのに対し,微粒子化したCatalyst Bは粒子間に空隙が存在し,三次凝集体が解砕された状態であると推測する。しかし,Catalyst Bは,エージングによる比表面積の大幅な低下(Table 1;約70m2 /g→約5m2 /g),サポート材粒子の凝集(Fig.3-a),及び結晶構造の分相(Fig.4;2θ=34°付近のピークに(110)tetragonal相が存在)がそれぞれ認められた。Catalyst Aには,同様の変化が認められないことから,微粒子化時にサポート材粒子に強い物理的なエネルギが加えられたことTable 1 Comparison of B.E.T. Surface Area at Fresh(500℃, 2hr, Air) and Aged (1,000℃, 24hr, 2%O2,10%H2O/N2 Balance)CatalystB.E.T.Surface area(m2Grainrefinement/g)treatmentFreshAgedCatalyst Anot74.839.3Catalyst Bdone68.65.6Catalyst A mixed*1Al2O3not163.4112.2Catalyst B dispersedon Al2O3 *2done168.3111.1Ref. Al2O3-167.7121.0*1 : Ratio of Catalyst A : Al2O3 = 1 : 9*2 : Ratio of Catalyst B : Al2O3 = 1 : 9で,表面活性エネルギが高くなり,微粒子そのものだけでは,充分な耐熱性を有していないことが確認できた。そこで,微粒子の凝集を抑制するため,微粒子を耐熱性の高いアルミナ表面上に分散担持した開発材料:CatalystB dispersed on Al2O3について,同様の解析を行い,効果を検証した。比表面積は微粒子化前の材料とアルミナの混合品:Catalyst A mixed Al2O3とほぼ同等(Table 1),結晶相は,微粒子のみの場合に認められたtetragonal相は検出されなかった(Fig.4)。また,Fig.3-bからエージング後の微粒子の凝集も抑制されていた。以上から,耐熱性の高いアルミナ上へ微粒子を分散担持させることで,微粒子の分散性が向上し(微粒子間の距離が充分確保され),微粒子の凝集が抑制されたと推測する。a)Supportmaterialonlyb)CatalystB(Aftergrainrefinement)FreshAgedAgedCatalyst ABefore grainrefinementBefore dispersed onAl 2 O 3SinteringCe-Zr-X-OCatalyst BBefore grainrefinementSinteringCe-Zr-X-OAfter dispersed onAl 2 O 3(Developed material)Ce-Zr-X-OAl2O3not sinteringFig.3-a Comparison of Secondary Particles of PGMSingle-Nano Material Before or After GrainRefinement Treatment, 3-b Before Or AfterDispersed on Al2O3intensity/countsCe-Zr-O cubic (101)A l 2O 3(002) Ce-Zr-OCe-Zr-O (110)tetragonalCatalyst B dispersedon Al2O3 AgedCatalyst B dispersedon Al2O3 FreshCatalyst B AgedCatalyst BCatalyst A AgedCatalyst A25 30 35 402θ/°Fig.4 Comparison of Crystalline Structure of DevelopedMaterial (XRD)Sample information (Fig.3, 4)Catalyst A; Before grain refinement, Catalyst B; After grainrefinement, Ratio of material composition; Catalyst B:Al2O3 = 1 : 9, Aging condition; Fresh : 500℃, 2hr, Air,Aged : 1,000℃, 24hr, 2%O2, 10%H2O/N2 balance―226―