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J-GLOBAL ID：202102226574417180   整理番号：21A0307746

結合界面を構築し,MnO2@Co3O4の接触酸化性能を改善した。【JST・京大機械翻訳】

Enhancing catalytic toluene oxidation over MnO2@Co3O4 by constructing a coupled interface

著者 (11件)： Ren Quanming (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国) ,  Mo Shengpeng (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国) ,  Fan Jie (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国) ,  Feng Zhentao (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国) ,  Zhang Mingyuan (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国) ,  Chen Peirong (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国;華南理工大学揮発性有机物汚染治理技術与装備国家工程実験室, 广東广州510006, 中国;華南理工大学广東省大气環境与汚染控制重点実験室, 广東省環境風険防控与応急処置工程技術研究中心,广東广州510006, 中国) ,  Gao Jiajian (南洋理工大学化学与生物医薬工程学院, 新加坡637459, 新加坡) ,  Fu Mingli (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国;華南理工大学揮発性有机物汚染治理技術与装備国家工程実験室, 广東广州510006, 中国;華南理工大学广東省大气環境与汚染控制重点実験室, 广東省環境風険防控与応急処置工程技術研究中心,广東广州510006, 中国) ,  Chen Limin (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国;華南理工大学揮発性有机物汚染治理技術与装備国家工程実験室, 广東广州510006, 中国;華南理工大学广東省大气環境与汚染控制重点実験室, 广東省環境風険防控与応急処置工程技術研究中心,广東广州510006, 中国) ,  Wu Junliang (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国;華南理工大学揮発性有机物汚染治理技術与装備国家工程実験室, 广東广州510006, 中国;華南理工大学广東省大气環境与汚染控制重点実験室, 广東省環境風険防控与応急処置工程技術研究中心,广東广州510006, 中国) ,  Ye Daiqi (華南理工大学環境与能源学院, 广東广州510006, 中国;華南理工大学揮発性有机物汚染治理技術与装備国家工程実験室, 广東广州510006, 中国;華南理工大学广東省大气環境与汚染控制重点実験室, 广東省環境風険防控与応急処置工程技術研究中心,广東广州510006, 中国)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
巻： 41  号： 12  ページ： 1873-1883,insert26-insert28  発行年： 2020年 
JST資料番号： B0927B  ISSN： 0253-9837  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： 揮発性有機化合物(VOCs)は大気の主要な汚染物質の一つであり、人類の健康を脅かすだけではなく、環境にも危害を与える。触媒酸化はVOCsを除去する最も有望な方法の一つである。遷移金属酸化物は、その低コスト、環境にやさしい、高い触媒活性などのメリットがあるため、ますますVOCs酸化領域の重視を受けている。結合界面を有する多成分金属酸化物は単成分金属酸化物より優れた触媒性能を示した。そこで,一次元(1D)α-MnO2ナノワイヤ上にZIF由来のCo3O4(α-MnO2@Co3O4)をその場成長させた。α-MnO2とCo3O4間のカップリング界面の相乗効果により,α-MnO2@Co3O4は優れた触媒活性を示し,トルエン転化率90%の反応温度(T90%)は約229°Cであった。α-MnO2ナノワイヤの(47°C)と熱分解ZIF-67によるCo3O4-bの(28°C)をそれぞれ比較した。水素温度プログラム還元(H2-TPR),酸素昇温脱離(O2-TPD),X線光電子分光法(XPS),およびX線光電子分光法(XPS)を用いて,H2-TPR,O2-TPD,およびX線光電子分光法(XPS)を行った。α-MnO2とCo3O4のカップリング界面を有するα-MnO2@Co3O4触媒が優れたトルエン酸化性能を示す原因をその場拡散反射赤外分光法(insituDRIFTS)で調べた。H2-TPR結果は,α-MnO2ナノワイヤと熱分解ZIF-67から生成したCo3O4-bよりも,α-MnO2@Co3O4触媒が結合界面を持つためにより良い酸素移動度を示すことを明らかにした。O2-TPDの結果,結合界面を持つα-MnO2@Co3O4触媒表面は表面酸素空孔がより多く,気相酸素が表面活性酸素種に活性化しやすいことが分かった。XPSの結果,結合界面を持つα-MnO2@Co3O4触媒表面は,より多くの活性酸素種を有し,Mn4+/Mn3+とCo2+/Co3+酸化還元対を増強した。その場拡散反射赤外結果により、触媒が180°Cでトルエン/N2250minを吸着した後、N2吹き出し30minに通って、その後、雰囲気を20%O2/N2に切り替え、温度を180°Cに維持し、反応を250min行った。α-MnO2表面におけるトルエンとベンズアルデヒドの吸着特性ピーク強度は明らかに低下しなかった。反対に,50minの反応時間で,α-MnO2@Co3O4の表面は,トルエンとベンズアルデヒドの特性ピーク強度を明らかに弱め,250分まで,これらの特性ピークは,ほぼ完全に消えた。これはさらに,α-MnO2@Co3O4表面では,気相酸素が吸着酸素種に容易に活性化され,α-MnO2@Co3O4触媒へのトルエンの可能な触媒反応経路は以下のことを示した。トルエン→安息香酸→酸素官能基のアルカン→CO2とH2Oは,より多くの吸着酸素種がトルエンの接触酸化に有利であり,それらは触媒酸化プロセスに重要な役割を果たした。一方,触媒反応では,カチオンの可逆原子価状態(Mn3+?Mn4++eとCo2+?Co3++e)は活性化酸素分子に電子を提供した。従って,結合界面を有するα-MnO2@Co3O4触媒は,より良い触媒性能を示した。さらに、この調製方法はその他の一次元MnO2材料に拡張でき、実際の意義を有する高性能触媒の開発に新たな策略を提供した。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *界面 ,  吸着 ,  熱分解 ,  酸素 ,  金属酸化物 ,  触媒活性 ,  *接触酸化 ,  二酸化炭素 ,  カチオン ,  転化率 ,  X線光電子分光法 ,  昇温脱離 ,  触媒調製 ,  ナノワイヤ ,  アルキルベンゼン ,  芳香族アルデヒド

著者キーワード (5件)： MnO2@Co3O4 ,  Toluene oxidation ,  Synergistic effect ,  Coupled interface ,  In situ DRIFTS

分類 (1件)： その他の触媒  (CB06123Z)

物質索引 (2件)： トルエン ,  ベンズアルデヒド

タイトルに関連する用語 (3件)： 結合界面 ,  構築 ,  酸化性能