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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ナノクラスター化による銀触媒の新規機能発現

Research Project

Project/Area Number 20360361
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

薩摩 篤  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (00215758)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 清水 研一  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60324000)
沢辺 恭一  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80235473)
Keywords銀 / クラスター / 選択酸化 / アルキル化 / PM燃焼 / in-situ分光 / 反応機構 / DFT計算
Research Abstract

本申請研究では銀をクラスター化することにより新たな触媒機能を引き出し、白金系希少貴金属に代わる新規触媒系を構築することを目的とする。本年度の主な成果は次の3件。
(1)高難度選択酸化反応触媒:芳香族アルコールのアルデヒドヘの酸素などの犠牲材を用いない選択酸化反応に対して、1nmのAgナノクラスターが有効であることを見いだした。Agクラスターは基質からのヒドリドの引き抜きと引き抜いたヒドリドとプロトンの再結合に有効に作用する。また担体にはアルミナが有効であり、アルミナ表面の酸点一塩基点とAgクラスターの協奏効果により高い活性と選択性を発現していることを明らかにした。またDFT計算によりAgクラスター表面に存在するエッジが活性点となりうることを示した。
(2)液相アルキル化反応:Agナノクラスターをシリカに担持して粒径1nm以下の銀クラスターと銀イオンを共存させた触媒が、ベンジルアルコールとアニソールのアルキル化反応に対し収率89%と触媒活性を示すことを見出した。本反応はアルコールのα位の水素を引き抜くことで反応が進行している。本触媒はベンジルアルコールだけではなく、スチレンやフェニルアセチレンなどの不飽和結合を有する基質のアルキル化にも活性を示している。
(2)PM低温燃焼反応触媒:Ag/セリアがディーゼルエンジンからの排ガスに含まれるPM(粒子状物質)を低温で燃焼させることを見いだした。酸化還元特性に優れたCeO2を担体とすることで300℃以下でのPM着火を実現した。またAgがセリアの酸化還元サイクルを促進していることをin-situ UV-Visによる速度解析で明らかにした。

  • Research Products

    (28 results)

All 2009 2008

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (18 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Oxidant-Free Dehydrogenation of Alcohols Heterogeneously Catalyzed by Cooperation of Silver Clusters and Acid-Base Sites on Alumina2009

    • Author(s)
      K. Shimizu, K. Suguno, K. Sawabe A. Satsuma
    • Journal Title

      Chem. Euro. J 15

      Pages: 2341-2351

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 希薄燃焼エンジン排ガスのためのNOx還元触媒2009

    • Author(s)
      薩摩篤, 清水研一
    • Journal Title

      月刊マテリアルインテグレーション 22

      Pages: 13-18

  • [Journal Article] Polyvalent-metal salts of heteropolyacid as efficient heterogeneous catalysts for Friedel-Crafts acylation of arenes with carboxylic acids2008

    • Author(s)
      K. Shimizu, K. Niimi, A. Satsuma
    • Journal Title

      Catal. Commun. 9

      Pages: 980-983

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impedancemetric gas sensor based on Pt and WO_3 co-loaded TiO_2 and ZrO_2 as total NOx sensing materials2008

    • Author(s)
      K. Shimizu, K. Kashiwagi, H. Nishiyama, S. Kakimoto, S. Sugaya, H. Yokoi, A. Satsuma
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B : Chemical 130

      Pages: 707-712

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogen sensor based on WO_3 subnano-clusters and Pt coloaded on ZrO_22008

    • Author(s)
      K. Shimizu, I. Chinzei, H. Ni shiyama, S. Kalcimoto, S. Sugaya, H. Yokoi, A. Satsuma
    • Journal Title

      Sens. Actuators. B 134

      Pages: 618-624

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polyvalent-metal salts of heteropolyacid as catalyst for Friedel-Crafts alkylation reactions2008

    • Author(s)
      K. Shimizu, K. Niimi, A. Satsuma
    • Journal Title

      Appl. Catal. A 349

      Pages: 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 環境触媒研究2008

    • Author(s)
      薩摩篤
    • Journal Title

      触媒技術の動向と展望 2008

      Pages: 69-71

  • [Journal Article] In-situ分法による自動車触媒の反応機構解析2008

    • Author(s)
      薩摩篤, 清水研一
    • Journal Title

      表面科学 30

      Pages: 98-103

  • [Presentation] Agシリカ触媒によるアルコールを用いた芳香族化合物のアルキル化反応2008

    • Author(s)
      宮本裕士, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      第102回触媒討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20080923-20080926
  • [Presentation] Ag/CeO2触媒によるCO酸化反応における活性制御因子2008

    • Author(s)
      小田智徳, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      第102回触媒討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20080923-20080926
  • [Presentation] Ag/CeO2触媒によるPM燃焼反応と酸化還元特性2008

    • Author(s)
      川地浩史, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      第102回触媒討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20080923-20080926
  • [Presentation] Ag/A12O3触媒を用いたone-pot反応-1級アルコールによる2級アルコールのβアルキル化反応-2008

    • Author(s)
      佐藤涼佑, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      第102回触媒討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20080923-20080926
  • [Presentation] Auクラスターと固体酸の協奏効果による1, 3-ジカルボニル化合物のアルケンへの付加反応2008

    • Author(s)
      山本拓実, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      第102回触媒討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20080923-20080926
  • [Presentation] 銀アルミナ触媒による酸化を用いないアルコール脱水素反応2008

    • Author(s)
      清水研一, 杉野賢治, 薩摩篤
    • Organizer
      第102回触媒討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20080923-20080926
  • [Presentation] Quantum Chemical Study on the Promotion Effect of H_2 in the Selective Catalytic Reduction of NOx over Ag-MFI Zeolite2008

    • Author(s)
      K. Sawabe, K. Shimizu, A. Satsuma
    • Organizer
      2008 World Association of Theoretical and Computational Chemists
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      20080914-20080919
  • [Presentation] Role of Ag Cluster on Hydrogen Effect of HC-SCR over Ag/alumina2008

    • Author(s)
      K. Shimizu, J. Shibata, K. Sawabe, A. Satsuma
    • Organizer
      5th International Conference on Environmental Catalysis
    • Place of Presentation
      Belfast, UK
    • Year and Date
      20080831-20080903
  • [Presentation] Tungstated-Zirconia Thick Film Electrode as Ammonia Sensor for Urea-SCR2008

    • Author(s)
      A. Satsuma, K. Shimizu, K. Kashiwagi, T. Endo, T. Hattori, H. Nishiyama, S. Kakimoto, S. Sugaya, H. Yolcoi
    • Organizer
      14th International Congress on Catalysis
    • Place of Presentation
      COEX, Seoul, Korea
    • Year and Date
      20080713-20080718
  • [Presentation] Catalytic Diesel Soot Oxidation - Screening Study and Ag/Ceria Catalyst2008

    • Author(s)
      H. Kawachi, K. Shimizu, A. Satsuma
    • Organizer
      5th International Conference on Interfaces Against Pollution 2008 (IAP2008)
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      20080601-20080604
  • [Presentation] 銀触媒によるC-H結合活性化を利用したC-C結合形成反応2008

    • Author(s)
      宮本裕士, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      石油学会第57回妍究発表会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      20080515-20080518
  • [Presentation] 金ゼオライト触媒による活性メチレン化合物のアルケンへの付加反応2008

    • Author(s)
      山本拓実, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      石油学会第57回研究発表会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ケ谷
    • Year and Date
      20080515-20080516
  • [Presentation] 一銀アルミナ触媒による酸化剤フリー低温アルコール酸化を鍵反応に用いたC-C結合形成反応2008

    • Author(s)
      佐藤涼佑, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      石油学会第57回研究発表会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      20080515-20080516
  • [Presentation] 銀セジア触媒によるディーゼルパティキュレート燃焼2008

    • Author(s)
      川地浩史, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      石油学会第57回研究発表会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      20080515-20080516
  • [Presentation] 銀アルミナ触媒を用い. だ1級アノレコールによる2級アルコールのβアルキル化2008

    • Author(s)
      佐藤涼佑, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      石油学会第57回研究発表会
    • Place of Presentation
      アルカディア市ヶ谷
    • Year and Date
      20080515-20080516
  • [Presentation] In-situ分光法で調べる自動車触媒の反応機構2008

    • Author(s)
      薩摩篤
    • Organizer
      平成20年度第1回応用化学科特別講演会
    • Place of Presentation
      大分大学VBLセミナー室
    • Year and Date
      2008-10-22
  • [Presentation] 銀クラスター触媒-脱硝反応と酸化反応にぉげる特異的な挙動-2008

    • Author(s)
      薩摩篤
    • Organizer
      触媒学会北海道地区第48回オーロラセミナー
    • Place of Presentation
      かんぽの宿小樽、小樽市
    • Year and Date
      2008-08-09
  • [Presentation] ゼオライト中のAgクラスター : ディーゼル排ガス触媒の基礎研究2008

    • Author(s)
      柴田順二, 里川重夫, 清水研一, 薩摩篤
    • Organizer
      平成20年度. ゼオライトフォーラム「多孔体を利用する環境保全への挑戦 : 自動車触媒と光触媒」
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス銀杏会館
    • Year and Date
      2008-08-08
  • [Book] 触媒便覧2008

    • Author(s)
      薩摩篤(分担執筆, 触媒学会編)
    • Total Pages
      897
    • Publisher
      講談社
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酸化用銀触媒2008

    • Inventor(s)
      堂坂健児, 石丸真也, 橋本雅識, 清水研一, 薩摩篤
    • Industrial Property Rights Holder
      本田技研工業株式会社, 国立大学法人名古屋大学
    • Industrial Property Number
      特願2008-301056
    • Filing Date
      2008-11-26

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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