Dynamic structural change in Pd-perovskite automotive catalyst studied by time-resolved dispersive X-ray absorption fine structure

分散型X線吸収分光の時間分解観測よるPdペロブスカイト自動車触媒の動的構造変化

松村 大樹   ; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 谷口 昌司*; 上西 真里*; 田中 裕久*

Matsumura, Daiju; Nishihata, Yasuo; Mizuki, Junichiro; Taniguchi, Masashi*; Uenishi, Mari*; Tanaka, Hirohisa*

自動車触媒として強い耐久性を持つPdペロブスカイト型触媒(LaFePdO)に対して、その場かつ実時間分割のXAFS測定を分散型光学系のセットアップにて行い、Pd近傍の局所構造を観測した。還元雰囲気下では、標準試料であるアルミナ担持Pd触媒と同様な構造変化速度の温度依存性を示した。一方酸化雰囲気下では、2段階の酸化物への構造変化を示すアルミナ触媒よりも速い速度で変化することが観測された。これは、酸化雰囲気下においてペロブスカイト型触媒が置換型固溶体を形成することに関連していることが考えられる。

The structural transformation of a Pd-perovskite automotive catalyst, LaFePdO, which has a high catalytic activity during aging, was studied by in situ time-resolved dispersive X-ray absorption fine structure spectroscopy at 473-773 K. An AlO-based conventional catalyst was also studied. In a reductive atmosphere, both catalysts showed similar temperature dependences of structural transformation from an oxide to a metal. However, different temperature dependence was observed in an oxidative atmosphere. A faster response in the structural change was observed in the Pd-perovskite catalyst than in the Pd/AlO catalyst. It was revealed that Pd-perovskite shows a considerably fast structural change to the oxidized state via the movement of Pd atoms into the perovskite crystal, in comparison with Pd/AlO showing two-step structural change for making PdO.