2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of single-atom supported hydride catalyst using hydrogen anion in the lattice
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20K22550
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮崎 雅義 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 助教 (10883415)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | アニオン化合物 / 酸水素化物 / ヒドリド励起 / 水素化触媒 / 液相選択的水素化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素化バリウムとチタニアから合成した新規酸水素化物、六方晶BaTiO(3-x)Hxについて、物性の詳細なキャラクタリゼーションを行った。得られた酸水素化物は多量のヒドリドを骨格内に含んでおり、低い仕事関数を有していながら、高い大気・水安定性を示す。この化合物中のヒドリドを光照射によって活性化させることにより、高分散に金属ナノ粒子を担持した触媒を合成した。この触媒は含浸法によって調製した触媒よりも高分散に金属ナノ粒子を担持されており、酸水素化物のヒドリドを利用することによって高分散な金属担持が可能であることを明らかにした。さらに、触媒調製に用いる金属前駆体および溶媒が触媒特性に影響し、有機配位子を含む金属前駆体と非極性溶媒の組み合わせが最も高い活性を示す。
光照射によって調製したPd担持BaTiO(3-x)Hx触媒を液相水素化反応として、フェニルアセチレン水素化に適用した。一般的な酸化物担持触媒と比較して、本研究で調製した触媒は優れた活性およびスチレン選択性を示した。また、この触媒は再利用実験においても活性が低下しなかったことから、BaTiO(3-x)Hxは骨格内に多量のヒドリドイオンを含んでいるにもかかわらず、液相反応でも安定である。またXPSによってBaTiO(3-x)Hxに担持されたPdナノ粒子は、酸化物担体上に担持されたものと比較して非常に電子リッチになっていることを明らかにした。加えて、本研究で用いたPd担持触媒はいずれも10nm以下のほぼ同じ粒子径を有していたことから、フェニルアセチレン水素化の活性はPdナノ粒子の幾何構造ではなく、電子状態によって支配されていることを明らかにした。
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Research Products
(5 results)
