2013 Fiscal Year Annual Research Report
シングルサイト光触媒をプラットホームにする金属ナノ粒子の調製と応用
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23360356
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山下 弘巳 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40200688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀川 孝 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50525136)
森 浩亮 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90423087)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | シングルサイト光触媒 / 規則性ナノ多孔体 / メソポーラスシリカ / 金属ナノ粒子 / 合金触媒 / ワンポット反応 / 表面プラズモン共鳴 |
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| Research Abstract |
シングルサイト光触媒を利用して高次構造制御された金属ナノ粒子の製造法と有効利用法を開拓した。
ゼオライトやメソポーラスシリカ、金属有機構造体(MOF)などといった規則性ナノ多孔体の壁面に孤立した遷移金属イオン種を組み込むことで、シングルサイト光触媒を調製した。シングルサイト光触媒を紫外光またはマイクロ波照射で選択励起し、その還元作用を利用してサイズと形の制御された金属ナノ粒子・合金ナノ粒子（コア・シェル型、固溶体型）を光析出させ調製した。
シングルサイト光触媒上に分散・固定化されたPdナノ粒子やPd-Ni合金ナノ粒子は水素化反応に高い活性を示した。同様の手法でPtナノ粒子やCuナノ粒子の合成を行い、それぞれの金属の反応性を活かした触媒反応への展開を行った。中でも、シングルサイト光触媒上に合成されたPd（Pd-Au合金）ナノ粒子が過酸化水素合成に高活性を示すことを明らかにし、構造制御できた金属ナノ粒子触媒とシングルサイト光触媒の反応性と組み合わせることで、二つの連続した反応を一つの触媒で可能にするワンポット触媒反応系の開発に成功した。
更に、シングルサイト光触媒の光反応特性を利用して得られた金属ナノ粒子の表面プラズモン共鳴励起を利用する強発光体・高活性光触媒の設計を行った。紫外光照射によりメソポーラスシリカ細孔内に光析出したAg(Au)ナノ粒子に色素分子や金属錯体を共存させることにより、Ag(Au)ナノ粒子の表面プラズモン共鳴励起を利用する強発光体を得ることができた。また、マイクロ波照射を利用した調製法によりメソポーラスシリカ細孔内で形状と色彩を制御したAg(Au)ナノ粒子の合成に成功し、これを触媒に用いることで照射する可視光の波長により反応速度が変化するユニークな光触媒系を設計することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Enhanced activity and selectivity in the one-pot hydroxylation of phenol by Pd/SiO2@Fe-containing mesoporous silica core-shell catalyst2014
Author(s)
Ikurumi, S., Okada, S., Nakatsuka, K., Kamegawa, T., Mori, K., Yamashita, H.
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Journal Title
Journal of Physical Chemistry C
Volume: 118
Pages: 575-581
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Activity, recyclability, and stability of lipases immobilized on oil-filled spherical silica nanoparticles with different silica shell structures2013
Author(s)
Kuwahara, Y., Yamanishi, T., Kamegawa, T., Mori, K., Yamashita, H.
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Journal Title
ChemCatChem
Volume: 5
Pages: 2527-2536
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The synthesis of size- and color-controlled silver nanoparticles by using microwave heating and their enhanced catalytic activity by localized surface plasmon resonance2013
Author(s)
Fuku, K., Hayashi, R., Takakura, S., Kamegawa, T., Mori, K., Yamashita, H.
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Journal Title
Angewandte Chemie - International Edition
Volume: 52
Pages: 7446-7450
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Efficient degradation of CO and acetaldehyde using nano-sized Pt catalysts supported on CeO2 and CeO2/ZSM-5 composite2013
Author(s)
Fuku, K., Goto, M., Sakano, T., Kamegawa, T., Mori, K., Yamashita, H.
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Journal Title
Catalysis Today
Volume: 201
Pages: 57-61
DOI
Peer Reviewed
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