2015 Fiscal Year Annual Research Report
高い異方性を有する有機－無機複合体の合成とその機能性触媒への変換
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26620193
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
細川 三郎 京都大学, 実験と理論計算科学のインタープレイによる触媒・電池の元素戦略研究拠点ユニット, 特定准教授 (90456806)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | グリコサーマル法 / ナノ結晶 / 金属酸化物 / 光触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高効率な光触媒反応を実現しうる新規な触媒材料として，形態が制御された酸化物および（酸）窒化物ナノ結晶が期待されている．本研究では，金属への配位能力の高いビシナルグリコールを溶媒として用いる無機材料合成法（グリコサーマル法）を活用し，異方性の高い有機－無機複合体の合成とその形態制御を行うことを目的にしている．前年度の検討から，エチレングリコール中でのグリコサーマル反応により，板状形態を有するグリコール含有の層状ニオブ化合物の合成に成功した．さらに，得られた層状ニオブ化合物を適切な条件で焼成することで，前駆体の形状を維持したまま酸化ニオブナノ結晶に変換できることを明らかにした．そこで，本年度では，グリコサーマル法を利用して合成した酸化ニオブによるベンジルアルコール選択光酸化を主に検討した．
グリコサーマル合成した層状ニオブ化合物の焼成温度を調整することで，得られる酸化ニオブの表面積を60 m2/gから145 m2/gの範囲で制御できることを明らかにした．そこで，表面積の異なる酸化ニオブにおいて光酸化能を評価したところ，表面積と触媒活性に良い相関がみられた．なお，表面積が高い無定形生成物では高い触媒活性は得られなかった．これらの結果から，グリコサーマル合成した前駆体を利用することで良く結晶化した高表面積酸化ニオブが得られ，その結晶化度と表面積が光触媒能に寄与していることを明らかにした．
さらに，酸化ニオブによる選択光酸化の基質適用範囲の拡張を目指し，研究を進めたところ，真空加熱処理を施した酸化ニオブは可視光照射にもかかわらずシクロヘキサンやトルエンの光酸化が進行することを新たに見出した．本前処理効果は，酸化ニオブに対して顕著であり，酸化チタン等の他の光触媒系では高い活性は得られなかった．
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Research Products
(5 results)
