日本开发出汽车尾气催化剂用高性能新材料

来源：世界金属导报|浏览：次|评论：0条 [收藏] [评论]

日本东北大学与日本物质材料研究机构合作开发出了完全不用稀有金属和稀土元素的高性能汽车尾气催化剂载体（纳米多孔NiCuMnO）。如果将该材料用于汽…

日本东北大学与日本物质材料研究机构合作开发出了完全不用稀有金属和稀土元素的高性能汽车尾气催化剂载体（纳米多孔NiCuMnO）。如果将该材料用于汽车尾气催化剂载体，可使材料成本降至原来的1%左右，有利于大量节约稀有金属和稀土。

纳米多孔金属是指呈海绵状拥有纳米尺寸细孔的金属。通过用酸对固溶体合金进行选择性腐蚀，可以形成50-100nm的自由纳米细孔。东北大学于2012年阐明了纳米多孔金属的催化活性原理，一直希望通过研究高反应产率和高耐用性，创造出新型汽车尾气催化剂。

此次开发出的纳米多孔NiCuMnO金属复合化合物是由铜、镍、锰的固体合金选择性腐蚀掉锰而实现的。这种材料对CO氧化和NO还原反应具有高活性（图1），与原来的镍、铜催化剂载体相比，低温下的催化剂活性高，在为期10天的400℃耐用试验中，未见到有害的NO和CO气体被释放，而是转换成了CO2（图2）。通过大量制造铜、镍、锰合金的微粉末，并将这些粉末浸泡在酸中，可以批量制造催化剂载体。

在环境控制型超高压电子显微镜（一种在试剂周围导入气体，可在高压环境下观察的透射电子显微镜）下发现：这种材料在催化剂反应诱导下，微细组织会自动发生变化。这是全球首次在透射电子显微镜下观察NO还原反应。这种微细组织为活性金属（Cu和CuO）与纳米多孔NiMnO网络相互结合的构造，可以发现作为活性的主角，活性金属与氧化物界面的边界比原来的纳米粒子催化剂多10多倍。另外，由于具有热稳定的纳米多孔NiMnO网络，因此在高温下具有耐用性。

2.jpg.jpg