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触媒として機能する合金についてですが、触媒活性部位は現在どのくらい明らかにな...

テレフタルさん

2014/3/1114:24:52

触媒として機能する合金についてですが、触媒活性部位は現在どのくらい明らかになっていますか?

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ベストアンサーに選ばれた回答

kkg********さん

2014/3/1304:58:49

合金の触媒に限らず分かっている事のほうが少ないです。

合金の例でいえば分かっている事例は
燃料電池のPtRu合金触媒でしょう。

Ptのみでは水素ガス中に微量に存在するCOによって
被毒を受けて活性が大幅に低下しますが、PtRu合金によって
被毒が抑制されます。

そのサイエンス的なメカニズムは表面化学、計算科学
からもわかっています。

一方、分かっていない事例では
以下のサイトの25ページ目が典型的です。

http://dels.nas.edu/resources/static-assets/bcst/miscellaneous/Lamb...

ディーゼル排気ガス中の

HC + O2 → CO2 + H2O
NO + O2 → NO2

2つの反応(モル数は考慮していません)をPtとPdの比率を変えた
Pt・Pd/γ-Al2O3触媒を比較しているデータです。

グラフにありますようにHCの酸化反応は2:1、NO酸化反応は20:1が
最も活性が高くなります。

しかし何故、この比率が良いのかは
サイエンスの視点では説明できていないです。

それらしき説明はいくつかありますが
それを裏付けるデータ、理論が不足しています。

最もPt:Pd=20:1を合金と呼んで良いのかは微妙でしょうが。

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ベストアンサー以外の回答

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小池誠さん

2014/3/1119:39:26

触媒にもよりますが、
通常は合金の表面が触媒活性を示します。

金属表面を原子レベルでモデル化した場合、
面心立方格子、体心立方格子の特定の面が、
金属表面になっていると近似することがあります。

実際の金属表面には、段差などがあると想定されています。

金属表面にある金属原子は、
隣接する金属原子と化学結合していますが、
空いた電子軌道もあります。

この空いた電子軌道がある金属原子が、
触媒活性部位と考えられています。

単なる金属表面より
金属表面の段差に位置する金属原子などが、
触媒活性部位でしょうね。

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