自動車触媒に使われるナノ粒子の測定

IG資料館

13.自動車触媒に使われるナノ粒子の測定

ガソリン車には、排気ガス中の有害物質を酸化・還元して浄化するために、排気管の途中に三元触媒が設置されています。三元触媒は排気ガス中の、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)の三種類の有害物質を同時に浄化することからこの名前で呼ばれます。HCとCOは酸素と反応して(酸化反応)水と二酸化炭素になります。またNOxは酸素を奪われて(還元反応)窒素と酸素になります。 有害物質を酸化・還元する主触媒にはプラチナなどの貴金属が使われます。また主触媒の働きを助けるための助触媒として酸化セリウムが使用されます。三元触媒の働きを図1に示します。
排ガス中の酸素濃度が運転条件などにより変動すると主触媒の効率は悪くなります。助触媒の酸化セリウムは周囲の酸素が過剰な時は酸素を貯蔵し、酸素が不足した時は酸素を放出することで、主触媒が効率よく働くことを助けます。

図1 三元触媒の働き

図1 三元触媒の働き

三元触媒は酸化セリウムなどの原料粒子を焼結させた多孔体です。粒子をナノ粒子化することで比表面積が増加し反応が活性化することから、原料粒子の粒子径が重要になります。

酸化セリウムの粒子径をシングルナノ粒子径測定装置IG-1000 Plusで測定した結果を図2に示します。

図2 酸化セリウムナノ粒子の粒子径分布測定結果

図2 酸化セリウムナノ粒子の粒子径分布測定結果

測定の結果、この酸化セリウムは50nm程度の平均径を持つナノ粒子であることがわかりました。このことから助触媒として高い活性を持つことが期待されます。

また焼結後の多孔体の比表面積や細孔分布の評価には、弊社で販売しております米国マイクロメリティクス社の比表面積・細孔分布測定装置ASAP(アサップ)がご使用いただけます。

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※外観および仕様は改良のため、予告なく変更することがあります。


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