2009 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, 工学研究科, 教授 (40200688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 浩亮 大阪大学, 工学研究科, 講師 (90423087)
亀川 孝 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50525136)
大道 徹太郎 大阪大学, 工学研究科, 技術専門職員 (10379141)
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| Keywords | メソポーラス / ゼオライト / シングルサイト光触媒 / 光触媒 / マイクロ波照射 / 紫外線照射 / 金属ナノ粒子 / 選択酸化 |
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| Research Abstract |
シングルサイト光触媒を紫外光またはマイクロ波照射で選択励起し、その還元作用を利用してサイズと形の制御された金属ナノ触媒の調製と選択反応への応用を目的とした。
ゼオライトやメソポ-ラスシリカなどのシリカマトリックス内に四配位酸化チタンなどの異種原子を孤立状態で組み込むことで、紫外光照射またはマイクロ波照射により位置選択的に励起活性化できるシングルサイト光触媒を設計した。行った研究と成果は、具体的には、以下の通りである。
1) 紫外光のみならずマイクロ波照射により界面の局所励起状態を実現するシングルサイト光触媒の設計、2) シングルサイト光触媒を利用してサイズ・形態・組成を高次制御した金属・合金ナノ触媒を簡便に合成する手法の確立、3) 金属ナノ触媒を用いて高効率・高選択に水素と酸素から一段階で過酸化水素を合成する反応への応用、4) 金属ナノ触媒を利用する選択触媒反応による有用有機化成品の合成、5) 金属ナノ触媒による過酸化水素の合成、シングルサイト触媒上における過酸化水素を酸化剤とした選択酸化反応を可能とするワンポット反応系の構築を行った。
調製した金属ナノ粒子触媒の粒子径、電子状態、分散状態を、種々の分光学的手法を駆使して解明した。用いた手法は粉末X線回折(XRD)、X線吸収微細構造(XAFS)、透過型電子顕微鏡(TEM)、高分解能透過型電子顕微鏡(HR-TEM)、X線光電子分光法(XPS)、CO吸着実験であり、その結果と触媒特性を併せて評価を行い、高活性触媒設計指針を得ることができた。
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