高次構造制御と機能複合化による特殊反応場の触媒設計

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07242107
• Research Institution: WASEDA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 菊地 英一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (90063734)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 和仁 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (00172859) ; 市川 勝 北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (70176288) ; 大塚 潔 東京工業大学, 工学部, 教授 (60016532) ; 堂免 一成 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (10155624)
• Keywords: 機能複合化 / 窒素酸化物除去 / ゼオライト / 水の光分解 / 複合酸化物 / 選択酸化 / 空気浄化 / 抗菌

Research Abstract

(機能複合化による高選択的反応の設計)
メタンを還元剤として窒素酸化物の除去反応に対し,機能複合化触媒を用いた高活性触媒の設計に関する検討を行った。NOを酸化する成分とNO_2を還元する成分の複合化により触媒活性が向上した。また,ゼオライト担体を用いたときに更なる協奏効果が認められた。
(層状反応場の光触媒化学)
太陽光を水素に変換する方法として光触媒による水の分解に関する検討を行い,Cu(I)単独および複合酸化物が可視光で水を分解する光触媒となることを初めて見いだした。添加物(Rh)によりさらにその光触媒活性を数倍高めることに成功した。
(触媒反応分離による選択的合成)
水素-酸素電池反応系を高難度選択酸化の1つであるトルエンの部分反応に応用し,芳香環の水素化と側鎖メチル基酸化の選択性を制御する検討を行った。メチル基酸化の選択率はカーボンウィスカ-電極で最も高く,ベンゼン環の酸化にはカーボンブラック電極が活性であり,活性炭とカーボンウィスカ-の混合電極を用いた場合,トルエン酸化活性に顕著な協奏効果が認められた。
(ミクロ空間反応場を利用する複合金属触媒の分子設計と高機能化)
ゼオライト担持複合Moカ-バイドクラスター触媒を用いたメタンの脱水素芳香化反応でベンゼンなどの炭化水素を高活性,高選択率で得られることを見いだし,ミクロ空間反応場を利用する複合金属触媒の新しい展開が得られた。
(吸着剤と複合化した光触媒の設計と反応)
吸着剤と光触媒のハイブリッド触媒を調整し,フィルター形状、ハニカム形状などに固定化をおこない,空気の清浄化をおこなった。また,表面に銀や銅を担持した光触媒の抗菌効果を調べ,暗中および光照射下の両方で高い抗菌効果を得た。

Research Products

• [Publications] E.Kikuchi,M.Ogura: "Selective reduction of nitric oxide with methane on In/H-ZSM-5-based catalysts" Catalysis Surveys from Japan. 1. 227-237 (1997)
• [Publications] R.Abe et al.: "Preparation of porous niobium oxides by soft-chemical process and their photocatalytic activity" Chem.Mater.9(10). 2179-2184 (1997)
• [Publications] K.Otsuka et al.: "Hydroformylation of Ethylene via Spontaneous Cell Reactions in the Gas Phase" Journal of Catalysis. 165. 221-230 (1997)
• [Publications] T.Shido et al.: "EXAFS/FT-IR Characterization of Tetra Iridium Carboyl Clusters Bound to Tris (Hydroxymethyl) Phophine Grafted Silica" Journal of Molecular Catalysis. A120. 33-45 (1997)
• [Publications] R.Wang et al.: "Light-induced amphiphilic Surfaces" Nature. 388. 431-432 (1997)