2008 Fiscal Year Annual Research Report
光子を捕捉・局在化できる異種原子をドープした界面を利用する金属触媒の固定化
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20360363
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山下 弘巳 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (40200688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 浩亮 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90423087)
大道 徹太郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 技術専門職員 (10379141)
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| Keywords | 光触媒 / 金属ナノ触媒 / 光析出 / ゼオライト / メソ多孔体 / シングルサイト光触媒 / マイクロ波 / 酸化チタン |
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| Research Abstract |
シングルサイト光触媒として、各種孤立四配位金属酸化物種(チタン、バナジウム、モリブデン、タングステン、希土類など)を骨格内に組み込んだゼオライト、メソポーラスシリカを合成した。粉末X線回折(XRD)、X線吸収微細構造(XAFS)、紫外可視吸収スペクトル(UV-vis)、赤外吸収分光法(IR)による四配位金属酸化物種の構造解析、また、細孔分布測定によるナノ細孔生成(0.5-5nm)の確認も同時に行った。
光析出法により、触媒活性金属種を還元固定化した。すなわち、シリカマトリックス内で孤立状態に高分散しているシングルサイト光触媒を紫外光照射によりサイト選択的に光励起状態にし、その還元作用を利用して金属前駆体をサイズと形が制御した状態で固定化した。固定化した金属種は、Pd、Pt、Au、Ag及びその合金系である。酸化チタン、酸化バナジウム、酸化モリブデン種は紫外光を主に吸収するのに対して、酸化タングステン、希土類酸化物などは可視光により十分に励起が起こる。この特性を利用して、光析出プロセスにおける光量、波長をかえることによるサイズ・形態・組成を高次制御した金属ナノ粒子触媒を合成した。また、紫外光照射の他にマイクロ波照射によっても界面的励起状態を作り出し金属種の固定化を検討した。高活性触媒の開発にはサイズ・形態・組成の均一なナノサイズの金属・合金粒子を調製する必要があった。この課題を、シングルサイト触媒、金属前駆体の選択、光析出プロセスにおける光量・波長・雰囲気・溶媒の最適化等により解決した。
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