Clarification of catalytically active structure of crystalline Mo3VOx and its multi-functionalization

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14464
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: Ishikawa Satoshi 神奈川大学, 工学部, 助教 (60813350)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 結晶性複合酸化物 / 酸化触媒 / 活性酸素種 / 多元化 / 触媒活性構造

Outline of Final Research Achievements

Oxidation catalysis over crystalline Mo3VOx catalyst (MoVO), one of the promising oxidation catalysts for selective oxidation of alkanes and unsaturated aldehydes, was clarified. In addition, I succeeded to multi-functionalize MoVO by introducing additional elements without altering its crystal structure. The resulting catalyst, MoVWCuO catalyst, showed excellent catalytic properties for the selective oxidation of acrolein. Through the comparison with the industrial catalyst (ill-crystalline Mo-V-W-Cu mixed metal oxide catalyst), I could conclude that MoVWCuO is the true catalytically active structure of the industrial catalyst.

Free Research Field

触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では低級アルカンや不飽和アルデヒド選択酸化反応に極めて高い酸化触媒活性を示す結晶性Mo3VOx複合酸化物（MoVO）の酸化触媒機能を調べた。高度に組織化された局所構造中で親電子性の活性酸素種が生じ、これが酸化触媒活性種として機能することを明らかにした。高活性酸化触媒の酸化触媒機能を分子レベルで解明したことの学術的意義は極めて高く、今後の酸化触媒設計に広く波及する成果が得られたと確信している。この触媒は化学工業で使用される触媒のモデルとしても用いられる。この触媒の酸化触媒機能が明らかとなったことで、工業触媒合成の設計指針が得られた。社会的に意義深い成果が得られた。