2006 Fiscal Year Annual Research Report
生体酵素の機能を模倣したナノ物質変換システムの開発
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17651078
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
多井 豊 独立行政法人産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 主任研究員 (20357338)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大橋 文彦 独立行政法人産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 主任研究員 (70356658)
山口 渡 独立行政法人産業技術総合研究所, サステナブルマテリアル研究部門, 研究員 (30292775)
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| Keywords | ナノ粒子 / 酵素 / 触媒 / 電解合成 / 遷移金属 / 層間化合物 |
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| Research Abstract |
本研究では、ナノ材料の特異な物性を利用し、通常は困難な化学反応を緩和な条件下で実現する手法の開発を目的としている。3人の研究者がそれぞれ、項目(1):構造および触媒能を制御したナノ多孔体の開発および基礎物性評価、項目(2):サイズ選別したナノ粒子の作製、ナノ多孔体への担持、および触媒能の基礎評価、項目(3):ナノ多孔体/ナノ粒子複合材料を電極とする電気化学リアクタの作製と反応評価、の各項目を分担する。平成18年度の研究実績は以下の通りである。
項目(1)については、前年度に有効性を検証したナノ多孔体の構造・機能制御の手法を用いて、より具体的な機能発現を狙ったナノ多孔体の合成に取り組んだ。層状物質Mo03の層間にNa、K、Fe(Phen)3などのイオンを挿入した多孔体を合成、イオンの比率を変化させることで細孔サイズを精密制御できることを確認した。また項目(3)とも合わせて、これらのナノ多孔体の電気化学的水素吸蔵能を評価した。
項目(2)については、精密にサイズ選別した、金ナノ粒子担持触媒のCO酸化活性に関して、4.5nm〜6.5nmの領域での評価をおこない、1.5〜6.5nmの粒径領域でのサイズ効果を明らかにした。また、エアロゲル担持金触媒の高担持領域での性能評価、および幅広い温度域(200〜350K)での反応速度の温度依存を明らかにした。
項目(3)については、作製したナノ材料の電気触媒としての機能評価に取り組んだ。層状化合物Mo03をベースに作製したナノ多孔体については、水溶液中での電気化学的水素吸蔵能を評価し、層間に挿入した陽イオンの種類と密度に対する依存性を明らかにした。また、活性炭に担持した金ナノ粒子触媒の電極化手法を開発するとともに、予備実験として行った金バルク電極による電解実験において、アルドール反応の室温下でのon/off制御に成功した。
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