2012 Fiscal Year Annual Research Report
単分散シリカナノ粒子コロイド結晶を基盤にした多孔質無機材料の創製と触媒への応用
| Project/Area Number |
24360331
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
横井 俊之 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (00401125)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | ナノ材料 / 触媒・化学プロセス |
|---|
| Research Abstract |
SnO2は硫酸化により固体超強酸性を示し、特異な触媒活性を示すことが知られている。また、硫酸化SnO2（SO42-/SnO2）がブレンステッド酸とルイス酸の両方を有しており、キシロースの脱水反応によるフルフラール合成反応において高い活性を示す。しかし、高温で焼成したSnO2粒子は数μm以上の大きな粒子であり、比表面積は100 m2 g-1以下と低い。そこで本研究では、酸性質の制御、触媒性能の向上を目指しSnO2の調製条件の再検討ならびに多孔質化による比表面積の増大が課題である。
H24年度において、単分散シリカ粒子コロイド結晶を鋳型にして得られる三次元多孔質カーボン（カーボンレプリカ）を用いたSnO2の多孔質化について取り組んだ。まず、カーボンレプリカ（CR）を調製した。次いで、CRにSn(OtBu)4を含浸し、余分な溶液を取り除いて70℃で1時間乾燥させた。この操作を繰り返し、SnO2/CRのコンポジットを得た。得られたSnO2/CRを400℃で焼成することでカーボン成分を除去し、最終生成物を得た（SnO2 (CR)）。
また、コンポジットに対し、硫酸化処理を行った。SnO2/CR 0.2 gを3 M硫酸溶液 3 mLに加え1時攪拌した後、濾過、乾燥した。得られた固体を400℃で180時間焼成することで硫酸化した最終生成物を得た（SO42-/SnO2 (CR)）。FE-SEM像より、SnO2、SO42-/SnO2は一次粒子の凝集した大きな二次粒子を形成していて粒子間隙がほぼ見られないが、SnO2 (CR), SO42-/SnO2 (CR)では多くの粒子間隙が見られた。また、SO42-/SnO2 (CR)では一次粒子が配列し、CRがもつ三次元構造を転写したメソ孔を有する二次構造を有する特異な構造を有するSO42-/SnO2形を調製することに成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまであまり報告がなされていなかった酸化スズの粒子形態に成功するとともに、触媒性能の向上を達成した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
光触媒として有望なWO3や固体酸触媒として有望なNb2O5、Ta2O5、ZrO2、SnO2の多孔質化、細孔径の自在制御に取り組み、触媒性能の向上を目指していく。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
追加調査・実験等が必要なため
物品費・・・・・・100,000円（純ヘリウムガス50,000円×2本）
旅費・・・・・・・800,000円（１７thＩＺＣロシア出張400,000円/人）
その他・・・・・・100,000円（１７thＩＺＣロシア参加登録費/50,000円人）
|
Research Products
(3 results)
