2013 Fiscal Year Research-status Report
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25420829
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyama College |
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Principal Investigator |
津森 展子 富山高等専門学校, 一般教養科, 教授 (20390437)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金属ナノ粒子 / コアシェル / 触媒 |
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| Research Abstract |
本年度は、金属ナノ粒子@コアシェルおよび金属ナノ粒子@MOFの合成と物性、活性評価を中心に研究を進めた。大きな細孔を有するMOF であるMIL-101に白金やパラジウムの化合物を担持させ、一酸化炭素共存下で水素還元を行うことにより、白金、パラジウムや白金＠パラジウムコア・シェル等の多面体ナノ粒子をMIL-101に固定化した。合成した触媒を走査透過電子顕微鏡(STEM)で観察した結果、Pt/MIL-101での白金ナノ粒子は立方体、Pd/MIL-101でのパラジウムナノ粒子は正四面体、Pt@Pd/MIL-101での白金＠パラジウムコア・シェルナノ粒子は正八面体で、それぞれMIL-101に固定されていることが分かった。それらの金属ナノ粒子・配位高分子複合体の触媒活性を、流通系触媒活性評価装置により一酸化炭素の酸化反応について評価した。その結果、四種の触媒とも150℃から活性が見られ、Pt/MIL-101とPt@Pd/MIL-101では175℃で100%の転化率が得られた。CO転化率から作成したアレニウスプロットによる活性化エネルギーは、それぞれPt/MIL-101 : 69.0 kJ mol-1, Pd/MIL-101 : 77.8 kJ mol-1, PtPd/MIL-101 72.7 kJ mol-1, Pt@Pd/MIL-101 62.6 kJ mol-1と見積もられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度の成果は、新しい触媒技術として革新的であったので “Metal-Organic Framework-Immobilized Polyhedral Metal Nanocrystals: Reduction at Solid-Gas Interface, Metal Segregation, Core-Shell Structure and High Catalytic Activity”という題名で、インパクトファクターの高いアメリカ化学会誌 (Journal of the American Chemical Society, 135, pp. 16356-16359) において発表することができた。また、本成果は3月に日本化学会第94春季年会において「金属ナノ粒子を固定化した多孔性配位高分子の触媒活性評価」という題名で発表も行った。さらに2014年9月に開催される国際学会4th International Conference on Metal-Organic Frameworks and Open Framework Compounds (MOF 2014)においても発表する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度も、金属ナノ粒子@コアシェルおよび金属ナノ粒子@MOFの合成と物性、活性評価を進め、多種類気体の同時分析が可能な流通系触媒活性評価装置を用いて低濃度一酸化炭素の酸化反応についてリアルタイムで触媒活性を評価する。本年度、試作した二酸化ケイ素とMIL-101を骨格にした新しい金属ナノ粒子@コアシェルを調製して、さらに研究を進めていく予定である。金属ナノ粒子については、白金、金、パラジウムについて引き続きコアシェル粒子や合金ナノ粒子を試みる予定であるが、貴金属以外あるいは金属以外の物質についても触媒としての可能性を模索していく予定である。
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Research Products
(3 results)
