2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of core-shell nanocatalysts for the innovative molecular transformations based on their properties
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20H02523
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
満留 敬人 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (00437360)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 金属ナノ粒子 / 触媒 / ナノ粒子 / グリーンケミストリ― |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リンを金属ナノ粒子の安定化配位子としてとらえ、金属ナノ粒子に導入することで種々のリン化金属ナノ粒子を合成し、その触媒機能の探索を行った。その結果、リン化非貴金属ナノ粒子は、大気中でも低原子価状態で安定であり、様々な液相での物質変換反応を促進させることを見出した。また、ロッド状のリン化金属ナノ粒子などの新規なリン化金属ナノ粒子の合成法も見出した。さらに、貴金属をリン化することで、貴金属の活性及び耐久性が向上することも見出した。例えば、ルテニウムをリン化したところ、芳香族ニトロ化合物の水素化能が76倍も向上することがわかり、さらに、強力な触媒毒となることが知られている硫黄に対しても硫黄耐性が著しく向上することがわかった。この知見を応用することで、硫黄を含む芳香族ニトロ化合物の水素化反応に極めて有効なリン化ルテニウムナノ粒子触媒の開発に成功した。本触媒により、医薬品中間体となる様々な硫黄を含むアニリン類を効率よく合成できることが明らかになった。また、種々の構造解析により、リンがルテニウムの配位子として機能していることを明らかにし（リガンド効果）、さらに、リンがルテニウムに導入されることで、硫黄が強吸着するサイトを1/8まで減少させているため高い耐硫黄性が発現することを明らかにした（アンサンブル効果）。
本研究成果により、リン化物のような非酸化物系金属化合物が新規な触媒材料群となることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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