ヘテロポリ酸分子の集積制御による触媒膜の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K05224
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 日吉 範人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (50415733)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヘテロポリ酸 / 触媒膜 / 電子顕微鏡

Outline of Annual Research Achievements

ヘテロポリ酸は酸触媒反応や酸化反応の触媒として有効な分子であり、その集積構造を制御することにより、新規な機能の発現が期待できる。本研究では、ケギン型ヘテロポリ酸分子を薄膜状に集積させた膜を作成し、触媒膜としての適用可能性を明らかにすることを目的とする。これまでに、層状構造を有し、層間にアルキルアミンがインターカレーションしたケギン型ヘテロポリ酸のセシウム塩が得られることを見出しており、この層状ヘテロポリ酸塩を前駆体として利用した触媒膜の作成を検討している。昨年度までに、層間にインターカレーション可能なアルキルアミンのアルキル鎖長の範囲や、官能基を有するアルキルアミンがインターカレーション可能であることを明らかにしたが、本年度はさらに他の官能基を有するアルキルアミンでの合成を検討し、合成可能な層状ヘテロポリ酸塩の種類を増やすことができた。得られた層状ヘテロポリ酸塩を多孔体へ変換するために、焼成処理による構造変化を調べた。焼成後の粉末X線回折パターンでは、層状構造を示すピークが消失したが、収差補正走査透過電子顕微鏡による構造の直接観察では、焼成前の層構造に由来するスリット状の空隙が確認でき、層状ヘテロポリ酸塩を多孔体に変換できることが示唆された。また、ヘテロポリ酸塩の構造解析法を高度化するために3次元電子線回折法の適用を検討し、既知のケギン型ヘテロポリ酸のセシウム塩の結晶構造が同法により解けることを確認した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

膜の作成に成功していないため。

Strategy for Future Research Activity

今後は膜の作成について、集中的に検討を行い、触媒膜作成法に目途をつける。

Causes of Carryover

本研究で使用する装置の修理を予定したが他予算で賄えたため、残額が生じた。残額は翌年度分と合算して試料作成用の装置を導入する予定である。