d-f元素系配位高分子を前駆体とする多孔質複合金属酸化物の形態制御と触媒特性

• Project/Area Number: 19018005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 坂本 政臣 Yamagata University, 理学部, 教授 (20036445)
• Project Period (FY): 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: d-f元素系配位高分子 / シアノ錯体 / ペロブスカイト型酸化物 / メタン酸化 / 触媒 / 多孔体

Research Abstract

安定な三次元ネットワーク構造を有するd-f元素系配位高分子であるLa[Fe(CN)_6]・nH_2Oの熱分解(錯体分解法)によって調製したペロブスカイト型酸化物LaFeO_3のメタン酸化反応に対する触媒能について調べた。また、触媒特性が触媒の調製法や微細構造などに大きく影響を受けることから、従来の一般的手法として知られている共沈法や固相反応法によって調製したLaFeO_3との比較も行った。その結果、錯体分解法で調製したLaFeO_3を触媒として用いた場合の反応率が最も高かった。このような触媒能の違いを検討するために、調製したLaFeO_3表面の微細構造をSEM測定により観察した。錯体分解法では、サブマイクロサイズの孔が規則的に配列した多孔体であることがわかった。これに対して、共沈法と固相反応法によって調製したものは、表面構造がroughであった。このような孔形成が、高反応率に関係しているものと考えられ、錯体分解法による新規触媒調製法として今後期待できる。
また、LaFeO_3の前駆体であるLa[Fe(CN)_6]・nH_20は、水や通常の有機溶媒に対する溶解度が非常に低い。このため、La[Fe(CN)_6]・nH_2Oの利用は、現在のところ、熱分解によって調製されるLaFeO_3粉末に限られている。La[Fe(CN)_6]・nH_2Oがよく溶ける溶媒が見つかれば、LaFeO_3の薄膜や充填材料の開発など用途の大幅な拡大につながる。このような観点からさまざまな溶媒への溶解性を調べた。その結果、水-エチレングリコール混合溶媒に予想をはるかに超えた溶解性を示し、粘ちょう性の極めて高い溶液になることを見い出した。この発見により、本研究の飛躍的な発展が大いに期待できる。現在、これまで困難であったLaFeO_3充填多孔質アルミナ材料の開発とガス分離膜への応用を試みている。

Research Products

• [Journal Article] Extraordinary Dissolution of Coordination Polymer, La[Fe(CM)_6]-5H_2O, in Ehtylen Glycol/Water Mixed Solvent and Structural Determination of Dissolved Species (2008)
  • Author(s): A., Nakajima, S., Itoh, M., Kurihara, M., Sakamoto, D., Yoshioka, M., Mikuriya, S., Hamakawa, F., Mizukami
  • Journal Title: Inorganic Chemistry Communications 11 Pages: 323-325
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Preparation Techniques of LaFeO_3 Perovskite-Type Oxide on Its Surface Morphologies (2007)
  • Author(s): M., Furkawa, T., Iseya, S., Itoh, A., Anzai, K., Sato, M., Kurihara, M., Sakamoto, H., Aono, Y., Sadaoka, S., Hamakawa, Y., Hoshi, F., Mizukami
  • Journal Title: Journal of Ceramic Society of Japan 115 Pages: 640-642
  • NAID: 110006436417
  • Peer Reviewed
• [Presentation] サプマイクロサイスFe-CN-La系配位高分子結晶の新規調製法 (2007)
  • Author(s): 中島彩・栗原正人・返本政臣・吉岡大輔・御厨正博・水上富士夫
  • Organizer: 第24回希土類討論会
  • Place of Presentation: 九州大学
• [Presentation] エチレングリコール錯体を前駆体としたLaFeの調製およびそれを利用したガス分離膜への展開 (2007)
  • Author(s): 伊藤俊・中島彩・伊瀬谷卓司・栗原正人・返本政臣・吉岡大輔・御厨正博・濱川聡・水上富士夫
  • Organizer: 平成19年度化学系学協会東北大会
  • Place of Presentation: 山形大学
• [Presentation] 錯体化学的手法によるd-f元素系配位高分子表面への貴金属担持 (2007)
  • Author(s): 山口健一・伊藤俊・栗原正人・坂本政臣
  • Organizer: 平成19年度化学系学協会東北大会
  • Place of Presentation: 山形大学
• [Presentation] LaFeへテロ金属配位高分子の熱分解による多孔質LaFeo3の調製と触媒離 (2007)
  • Author(s): 古川昌弘・伊瀬谷卓司・中島彩・安在茜・佐藤慶子・栗原正人・坂本政臣・吉岡大輔・御厨正博・濱川聡・星靖・水上富士夫
  • Organizer: 平成19年度化学系学協会東北大会
  • Place of Presentation: 山形大学
• [Presentation] d-f元素系配位高分子結晶表面への貴金属担持怯の開発 (2007)
  • Author(s): 山口健一・伊藤俊・栗原正人・坂本政臣
  • Organizer: 第57回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] d-f元素系配位高分子を利用したサプマイクロ多孔体の調製と触媒特性 (2007)
  • Author(s): 古川昌弘・伊瀬谷卓司・中島彩・安在茜・佐藤慶子・栗原正人・坂本政臣・吉岡大輔・御厨正博・濱川聡・水上富士夫
  • Organizer: 第57回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 新規錯体前駆体を用いたLaFeo3の調製およびそれを利用したガス分離膜への展開 (2007)
  • Author(s): 伊藤俊・中島彩・伊瀬谷卓司・栗原正人・坂本政臣・吉岡大輔・濱川聡・水上富士夫
  • Organizer: 第57回錯体化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学