2021 Fiscal Year Research-status Report
異種元素複合ドープカーボンアロイ担体を用いた革新的水素化触媒の開発
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21K04765
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
神成 尚克 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (90743336)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | カーボンアロイ / BNドープカーボン / 窒素ドープ / ホウ素ドープ / 水素化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、カーボン材料に対して異種元素（窒素、ホウ素）を同時に置換ドープしたカーボンアロイ（BCN）を触媒担体に用いることで高活性・高選択性を示す金属担持水素化触媒を開発することを目的とする。これを達成するために、担体構造を制御したカーボンアロイを調製し、担体構造－金属担持状態－水素化触媒活性の相関を明らかにすることを試みる。
2021年度は、種々の条件（熱処理温度、異種元素供給量・供給形態）により構造制御したカーボンアロイ担体を調製することを目的とした。具体的には、含窒素ポリマーであるポリアクリロニトリルを、①ホウ素源である三塩化ホウ素ガス流通下で熱処理すること、②ホウ素源としてホウ酸共存下で熱処理することにより、BCNを調製した。①に関しては熱処理温度と三塩化ホウ素の供給濃度を制御することで、②に関しては熱処理の際の流通ガス（窒素, アンモニア）を変えることで、B, N導入量・化学状態の異なるBCNを調製できることを明らかにした。以上より、BCN調製時の条件を選択することで、BCNにおけるB, N導入量、化学状態を制御可能であることを明らかにした。次年度は、本年度得られたBCNを担体とした金属担持触媒を調製し、これらの水素化触媒活性を評価する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度は、種々の条件によりBCN担体の調製を行い、その結果、調製条件の選択により、BCN中のB・N量および化学状態を制御できることを明らかにしたため、「おおむね順調に進展している」とした。具体的な研究内容は、「研究実績の概要」に示した通りである。次年度は、これらのBCN担体を用いた金属担持BCN触媒を調製し、水素化触媒反応試験を実施予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、2021年度に調製した種々のBCNを担体とした金属担持触媒を調製し、それらの水素化触媒活性を評価する。ここでは、BNC担体のBN量、化学状態が、担持金属の分散性、触媒活性に及ぼす影響を検討する。
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