| Project/Area Number |
21K04642
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 環境触媒 / 貴金属フリー / 揮発性有機化合物 / 酸化触媒 |
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| Outline of Research at the Start |
揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds; VOCs）は、有機溶剤として広く使用されているが、人体や環境に有害な化合物でもある。大気中のVOCsを高効率で酸化分解できる触媒としては貴金属系触媒があるが、希少な貴金属をできる限り使用しないことが重要となっている。本研究では、低温でもVOCsを完全燃焼できる貴金属フリー触媒を実現するため、触媒の格子内酸素をVOCs酸化反応に活用する。即ち、格子内酸素が触媒活性に与える影響を明確にし、得られた知見をもとに高活性な新規貴金属フリーVOCs燃焼触媒の創成を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
Noble-metal-free catalysts were developed in order to effectively decompose volatile organic compounds (toluene, etc.) which are harmful for human health and the environment. I focused on the promoter which can supply oxygen species, and Co3O4/ZrSn0.93Fe0.07O4-δ was synthesized. As a result, this catalyst decomposed toluene at the temperature as low as 250°C. Furthermore, I developed apatite-type La10Si5CoO27-δ with the high thermally stability and the oxygen supply ability. Although La10Si5CoO27-δ was synthesized at 1000°C, it completely oxidized toluene at 310°C, which was comparable to that of Pt/Al2O3 prepared at 1000°C (290°C). For La10Si5CoO27－δ (calcined at 1400°C), complete toluene combustion was realized at 330°C, which was lower than that of Pt/Al2O3 prepared at 1400°C (380°C).
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
揮発性有機化合物の燃焼触媒としては、貴金属系触媒が高活性であることが知られているが、貴金属は高価かつ希少であることから貴金属フリー触媒が望まれている。本研究では、格子内からの酸素供給に着目することにより、従来の貴金属フリー触媒より優れた活性を示す触媒を創製した。さらに、Pt系触媒は高温耐久性に問題があり、高濃度トルエンを処理する際に局所過熱（1000℃以上）されると失活するが、高温耐久性に優れる貴金属フリー触媒を新たに設計することにより、そのような高温に暴露された後においてPt系触媒に匹敵あるいは上回る活性を示す触媒も創製した。
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