The development of metal-nonmetal alloy nanoparticles for the hydrogenation of lignocellulose

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04776
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Yamaguchi Sho 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (50700150)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 金属ナノ粒子 / リン化ニッケル / 水素化反応 / 協奏的触媒作用 / グルコース / 糖

Outline of Final Research Achievements

We found that hydrotalcite (HT)-supported nickel phosphide nanoparticles (nano-Ni2P/HT) exhibit significantly high catalytic activity in the hydrogenation rection of mono- and disaccharides to the corresponding sugar alcohols. The high catalytic activity is originated from a cooperative catalysis between nano-Ni2P and HT, which outperforms the previously reported precious metal catalysts. The nano-Ni2P/HT catalyst is also air-stable, which will lead to the construction of next-generation environmentally-benign catalytic reaction processes.

Free Research Field

触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

貴金属担持触媒による糖還元反応の報告例は多数あるが、近年では非貴金属担持触媒を用いた例もみられる。しかし、これら非貴金属触媒は大気中で安定に取り扱うことは困難であるため、気相中で水素還元処理を施した後に、空気に晒さずにそのまま反応に用いられる。すなわち、本研究で提案するリン化ニッケルナノ粒子触媒を用いることにより、大気中で安定かつ高活性な水素化分解手法を提供することができる。そのため、従来の化学プロセスで行われてきた方法を置き換える画期的な提案になる可能性を秘めている。