メソポーラスシリカ担持Pt触媒の合成とPROX反応触媒特性

摘要

固体高分子形燃料電池の燃料となるH_2ガス中の混合CO濃度の低減には，COの優先酸化（PROX）が行われる。PROX触媒として，典型的には150°C以上で活性となるアルミナまたはシリカ担持Ptが用いられる。80°C以下でも触媒活性を示すこと，またCO／O_2／H_2という混合系においてCOの酸化反応を選択的に行えることから，近年，メソポーラスシリカ担持Ptナノ粒子が従来のPROX触媒に対し優位であることが報告された。しかし，メソポーラスシリカへのPtナノ粒子担持は，細孔内に導入した前駆体のH_2ガス還元によって行われてきた。H_2ガスは燃焼，爆発しやすいため，プラントレベルでの取り扱いが難しく，H_2ガスを用いない合成技術が求められている。本研究では，液中の非平衡低温プラズマ（ソリューションプラズマ，SP）反応場に着目した。溶液中に発生する高密度のHラジカルが還元剤として働くため，従来の溶液法と比較して還元剤の添加が不要であることを特徴とする。SP反応場を用い，メソポーラスシリカ細孔内においてPtナノ粒子を合成，担持することを目的とした。