One-step solvothermal synthesis of homogeneously mixed composite metal oxides in nano-level

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05143
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
• Research Institution: Kochi University of Technology
• Principal Investigator: Kobiro Kazuya 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (60170370)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大谷 政孝 高知工科大学, 環境理工学群, 准教授 (20585004) ; Kan Kai 高知工科大学, 環境理工学群, 助教(PD) (80756263)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 複合酸化物多孔体 / ソルボサーマル反応 / 単工程反応 / 担持貴金属触媒

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study was to develop single-step synthesis of porous composite oxides, where several metal oxides being difficult to composite at the nano-level are homogeneously mixed. Al2O3-ZrO2, SiO2-ZrO2, MgO-CeO2, and Y2O3-CeO2 were prepared. These Ni catalysts showed excellent inhibition of carbon deposition in the CH4 dry reforming reaction. V2O5-TiO2, Nb2O5-TiO2, and Ta2O5-TiO2 were also synthesized, and these Ru catalysts were shown to be highly effective catalysts for CO2 methanation. Furthermore, Al2O3-CeO2, SiO2-CeO2, Y2O3-CeO2, and ZrO2-CeO2 were successfully synthesized. Pd/SiO2-CeO2 catalyst was found to be highly active in the CH4 oxidation.

Free Research Field

構造ナノ化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

複合化が困難とされる複数の金属酸化物を数ナノレベルで均一混合した複合酸化物多孔体の単工程合成法を開発した。有機溶媒を反応溶媒とし、金属アルコキシドあるいは金属硝酸塩を酸化物の金属源に、カルボン酸あるいはオリゴエチレングリコールを添加剤に、アルコールあるいはニトリルを反応溶媒にとする高効率の球状多孔体のワンポット一段階反応を開発した。この合成手法の確立を受けて複合酸化物多孔体を担体とする各種担持貴金属ナノ触媒の開発に成功した。それらは、CO2メタン化触媒、CH4ドライリフォーミング触媒、CH4酸化触媒として優れた性能を示した。