2014 Fiscal Year Annual Research Report
サイト選択的金属担持メソポーラス型チタニア光触媒による水素生成システムの開発
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23550126
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
堤 健 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (00304163)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 光触媒 / チタニア / 水素生成 / バイオリファイナリー / メソポーラス材料 / 金属担持触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1-ドデカンチオールとPtCl2との反応により得られる(C12H25SH)PtCl2有機白金錯体と中性ドデシルアミン、カチオン性ドデシルアミン塩酸塩界面活性剤から、有機白金錯体／界面活性剤液晶を調整し、これらの混合液晶を鋳型に用いたゾルゲル合成法により、白金が細孔内部に選択的に担持されたサイト選択的白金担持メソポーラスチタニア触媒を得た。本触媒は、無機塩より合成された従来型触媒よりも高い水素生成活性（約3倍）を示した。窒素吸脱着分析より、本合成触媒はメソポーラス構造を有することが確認された。比表面積は、従来型触媒と比較して大きな差はみられなかった。XRDおよびTEM分析より、本合成触媒と従来型触媒ともにアナタース型結晶構造が確認された。以上のことから、本合成触媒はメソポーラス構造を有するアナタース型結晶であることが見出された。興味深いことに白金に由来するにXRD回折が従来型触媒と異なり、ほとんど観測されなかった。これは、白金がメソポーラス細孔内に選択的に担持されたことに起因している。以上の分析結果から、計画通りにサイト選択的白金担持メソポーラスチタニア光触媒が構築されたことが確認された。
さらに、本研究で合成したサイト選択的白金担持メソポーラスチタニアにナノ金分散液、ナノルテニウム分散液を反応させることで、細孔内、外に白金と金あるいはルテニウムをサイト選択的に担持した二元金属担持メソポーラス酸化チタンの合成に成功した。TEM分析により、金およびルテニウムがチタニア触媒表面にナノサイズオーダーで担持されていることが確認された。これらの触媒を用いた水素生成光触媒反応を検討したところ、特に白金／金二元金属担持メソポーラス酸化チタンが高い触媒活性を示すことを見出した。対応する白金担持触媒と比べ、水素生成量は、メタノール犠牲剤では5.7倍に、グルコース犠牲剤では1.5倍に増加した。
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