酸素貯蔵材料CeO2-ZrO2の局所構造解析
Inquiry number
SOL-0000001253
Beamline
BL01B1 (XAFS I)
Scientific keywords
| A. Sample category | inorganic material |
|---|---|
| B. Sample category (detail) | solid-state crystal, amorphous, glass |
| C. Technique | absorption and its secondary process |
| D. Technique (detail) | XAFS, EXAFS |
| E. Particular condition | polarization (linear), room temperature |
| F. Photon energy | X-ray (4-40 keV), X-ray (> 40 keV) |
| G. Target information | chemical state, chemical bonding, local structure, function and structure, function |
Industrial keywords
| level 1---Application area | mechanics, environment, Chemical product, industrial material, others |
|---|---|
| level 2---Target | catalysis |
| level 3---Target (detail) | |
| level 4---Obtainable information | local structure, chemical state |
| level 5---Technique | XAFS, NEXAFS |
Classification
A80.34 catalysis, M40.10 XAFS
Body text
本事例では自動車触媒用の酸素貯蔵材料CeO2-ZrO2複合酸化物についてCeとZrのK吸収端における EXAFS測定を行い、局所構造解析を行いました。EXAFS法は、結晶及び非結晶の試料に対して、目的元素の周囲の局所構造（近接原子間の距離、配位数、原子種）を解析できる強力な手法です。図1は、EXAFS振動 をフーリエ変換して得られたCe原子の動径構造関数です。2元素のEXAFSの同時解析結果から、CeO2とZrO2が均一に固溶している構造（図2(c)）が高い酸素貯蔵能を持つことが分かりました。
図1 種々の製法で調整したCeO2-ZrO2におけるCe原子の周りの動径構造関数
図2 各試料のモデル構造
[ Y. Nagai, T. Yamamoto, T. Tanaka, S. Yoshida, T. Nonaka, T. Okamoto, A. Suda and M. Sugiura, Journal of Synchrotron Radiation 8, 616-618 (2001), Fig. 3, 4, 6,
©2001 Internationa Union of Crystallography ]
Source of the figure
Bulletin from SPring-8
Bulletin title
SPring-8 Research Frontiers, 1999-2000
Page
47, 48
Technique
比較的濃度の高い試料に対するXAFSスペクトルは、目的元素の吸収端付近で、試料によるX線吸収量をX線エネルギーの関数として測定することで得られます（透過XAFS法）。周期律表のSnからEu付近までの元素では、L3吸収端よりもK吸収端で計測する方がメリット（高空間分解能データ、多電子励起の影響が小など）があります。QXAFSモードで計測すると計測時間は、1測定あたり10-15分程度です。
図 透過法XAFSの装置配置
Source of the figure
Private communication/others
Description
講習会プレゼン資料
Required time for experimental setup
2 hour(s)
Instruments
| Instrument | Purpose | Performance |
|---|---|---|
| XAFS測定装置 | XAFSスペクトルの計測 | 3.8-113 keV |
| イオンチェンバー | 透過法XAFSの測定 | 濃度：1000 ppm以上 |
References
| Document name |
|---|
| Y. Nagai et al., Catalysis Today, 74, (2002) 225 |
Related experimental techniques
Questionnaire
The measurement was possible only in SPring-8. Impossible or very difficult in other facilities.
This solution is an application of a main instrument of the beamline.
Ease of measurement
Easy
Ease of analysis
Middle
How many shifts were needed for taking whole data in the figure?
Less than one shift