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建立了固溶合金纳米颗粒的批量生产技术

2019-11-08 11:25:54 来源:

在JST战略基础研究计划中,古谷金属和京都大学理学研究生院北川博史教授开发了批量生产技术,该技术能够连续合成以前难以实现的几种纳米固溶合金颗粒。借助这项技术,我们成功实现了1nm级固溶合金纳米颗粒及其负载型催化剂的稳定,连续合成,而这是使用液相还原反应的常规方法难以获得的(图1)。

在常规方法中,当我们尝试大量生产固溶体合金纳米颗粒时,元素的混合方法不均匀并且粒径分布变宽,从而难以以高质量和稳定性连续合成。为了实现批量生产技术,我们新开发了采用溶剂热合成方法的连续流生产系统(图2),并将其引入了古屋金属株式会社。该设备可在保持质量的同时进行连续生产。固溶体合金纳米颗粒,我们的目标是基于这种设备配置进行批量生产。

通过该合成装置新开发的固溶合金纳米颗粒是由不可能混合在一起的金属制成的新合金。此外,在包括催化科学在内的许多研究领域中众所周知,合金的物理和化学性质通过还原至纳米级而急剧变化。固溶体合金纳米颗粒被认为是创新的催化剂,可净化各种废气并有效地将原材料转化为基础化学品和能源。因此,它们将为实现二氧化碳减排的环境净化和制造技术的可持续发展社会做出巨大贡献。

实际上,它已经在评估过程中用作汽车的废气净化催化剂和化学过程催化剂,并且我们正在与国内外公司和研究机构合作,促进其在社会中的实施。

图3示出了对汽车排气中所含的氮氧化物(NOx)的净化性能测试的结果。我们已经成功地开发出了一种价格远远优于铑的廉价催化剂(Rh),目前被用作最佳催化剂,并且在低温下显示出活性。汽车废气净化催化剂在600℃左右的温度范围内具有优良的废气净化性能,并且当发动机在启动后不立即加温(冷启动)时,强烈要求改善废气净化性能。 。汽车的废气排放法规逐年变得越来越严格,即使在这种冷启动条件下,也必须提高满足法规标准的低温活动。在图3的评价中,还比较了Rh催化剂的活性。然而,使用该技术合成的合金A的反应在约50℃的低温下开始。

通过进一步应用该技术,期望开发难以制造的新型固溶合金纳米颗粒材料,以及没有大规模生产技术的固溶合金纳米颗粒材料的实际使用。

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