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フラーレンC60を用いた新規ハイブリッド触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J00702
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

中塚 和希  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード金属ナノ触媒 / 炭素材料 / 有機金属化合物 / 熱分解 / Co(salen)錯体 / フラーレン / 光析出法 / メソポーラスシリカ / ルテニウム
研究実績の概要

これまでの研究によりフラーレンC60を光応答性分子として触媒に組み込むことでアンモニアボランなどの水素キャリアからの脱水素反応に有効な触媒設計を試みてきた。また、フラーレンC60を用いた研究の知見を生かし、炭素材料に担持したCo(salen)を金属前駆体として、金属ナノ触媒の調製法を開発した。既報の方法でCo(salen)を調製し炭素担体に含浸後、熱処理を施すという簡便な方法で触媒活性点の制御を実現してきた。
当該年度は、更なる研究の発展を求めて、有機金属化合物であるCo(salen)に代わり、Ni含有金属有機構造体(Ni-MOF)を前駆体として用いることで、ナノ構造制御された金属活性種を有する炭素触媒材料の開発を行った。既報のNi-MOFに適切な熱処理を施し、Ni-MOFを部分的に分解することで、多孔質炭素上に均一な粒子径のNi粒子が高分散に担持されることを見出した。また、本触媒が残存したMOF構造によりオレフィンの水素化反応に対して基質のサイズ選択性を発現することを見出した。得られた触媒の構造について、高輝度光科学研究センター(SPring-8)での放射光XAFS測定やTEM観察、XRD測定などの分析手法をうまく組み合わせることで解析し、その構造と触媒性能との関係性を明らかにしている。
また、当該年度において計1報の論文投稿および国内外学会の5件の発表を行うなど、多くの研究成果を出している。これらの研究成果をフィードバックすることで、将来的に研究の更なる発展が期待される。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Controlled Pyrolysis of Ni‐MOF‐74 as a Promising Precursor for the Creation of Highly Active Ni Nanocatalysts in Size‐Selective Hydrogenation2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakatsuka, Takeharu Yoshii, Yasutaka Kuwahara, Kohsuke Mori and Hiromi Yamashita
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 号: 4 ページ: 898-905

    • DOI

      10.1002/chem.201704341

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Carbon-Supported Pd-Co Bimetallic Catalysts Templated by Co Nanoparticles Using the Galvanic Replacement Method for Selective Hydrogenation2017

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Yoshii, Kazuki Nakatsuka, Yasutaka Kuwahara, Kohsuke Mori, Hiromi Yamashita
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 36 ページ: 22294-22300

    • DOI

      10.1039/c7ra03846a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlled synthesis of carbon-supported Co catalysts from single-sites to nanoparticles: characterization of the structural transformation and investigation of their oxidation catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakatsuka, T. Yoshii, Y. Kuwahara, K. Mori, H. Yamashita
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 19 号: 7 ページ: 4967-4974

    • DOI

      10.1039/c6cp06388h

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Specific Enhancement of Activity of Carbon-supported Single-site Co Catalyst in the Microwave-assisted Solvent-free Aerobic Oxidation2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshii, K. Nakatsuka, Y. Kuwahara, K. Mori, H. Yamashita
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 789-791

    • DOI

      10.1246/cl.170118

    • NAID

      130005689359

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New Method for the Synthesis of Ru Nanoparticles Using Photoexcited Fullerene C60-containing Mesoporous Silica as a Catalyst Support2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakatsuka, Y. Kuwahara, K. Mori, H. Yamashita.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 号: 12 ページ: 1691-1693

    • DOI

      10.1246/cl.150821

    • NAID

      130005112549

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高次制御されたコアシェル型ナノ金属・シングルサイト触媒の調製と高効率one-pot酸化反応2015

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,岡田周祐,王生翔平,桑原泰隆,森浩亮,山下弘巳
    • 雑誌名

      触媒(触媒学会誌)

      巻: 57 ページ: 190-190

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ni-MOF-74の熱分解過程における構造変化とその構造が触媒性能に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,吉井丈晴,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      第121回 触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ni-MOFの熱処理による高性能Ni触媒の開発とその触媒作用2017

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市 )
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 熱分解によるNi-MOFからのNi/carbon触媒の開発とその特異な触媒性能2017

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,吉井丈晴,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Co(salen)錯体構造を利用したカーボン担持Coシングルサイト触媒の調製とその触媒作用2017

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,吉井丈晴,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      石油学会 第60回年会(第66回研究発表会,第22回JPIJSポスターセッション)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱分解によるNi-MOFからのNiナノ粒子触媒の開発とその触媒作用2017

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,吉井丈晴,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      第47回石油・石油化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Single-Site Co Catalyst from Co(salen) Complex and Carbon Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Takeharu YOSHII, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      16th Korea-Japan Symposium on Catalysis & 3rd International Symposium of Institute for Catalysis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Carbon-supported Single-site Co Catalyst using Co(salen) Complex2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Takeharu YOSHII, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      EUROPACAT 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素担持Coサレン錯体の熱処理によるシングルサイト触媒の調製とその触媒性能2016

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,吉井丈晴,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DESIGN OF CORE-SHELL CATALYST WITH HYDROPHOBIC SURFACE FOR HIGHLY EFFICIENT ONE-POT OXIDATION2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      6th Asia-Oceania Conference on Sustainable and Green Chemistry (AOC-SGC6)
    • 発表場所
      The City University of Hong Kong, Hong Kong, China
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Co(salen)錯体を前駆体としたカーボン担持シングルサイト触媒の開発2016

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,吉井丈晴,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カーボン担持シングルサイト触媒のCo活性種の構造変化と触媒性能への影響2016

    • 著者名/発表者名
      中塚和希
    • 学会等名
      触媒学会若手会第37回夏の研修会
    • 発表場所
      熱川ハイツ(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Application of fullerene C60 incorporated into SBA-15 to the new photo-assisted deposition method2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Environmental Catalysis (ICEC)
    • 発表場所
      Newcastle, Australia
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Uniform Ru nanoparticles by Photo-assisted Deposition Method over Fullerene C60 Incorporated into SBA-152016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      International Symposium on Nanostructured Photocatalysts and Catalysts (NPC2016)
    • 発表場所
      Osaka University, Osaka, Japan
    • 年月日
      2016-04-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フラーレンC60内包メソポーラスシリカを用いたルテニウムナノ粒子の調製とその触媒作用2016

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      第117回触媒討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市中区)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カーボン担持Co(salen)を前駆体としたCo活性種の構造変化と触媒活性への影響2016

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,吉井丈晴,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      2016年スマートプロセス学会秋季総合学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Photo-Assisted Decomposition of Ru Nanoparticles on the Fullerenes-Introduced Mesoporous Silica and its Catalytic Application2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メソポーラスシリカに内包したフラーレンC60を用いた光析出法によるルテニウム触媒の調製2015

    • 著者名/発表者名
      中塚和希,森浩亮,桑原泰隆,山下弘巳
    • 学会等名
      第116回触媒討論会
    • 発表場所
      成蹊大学 (東京都武蔵野市吉祥寺北町)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Core Shell Catalyst with Hydrophobic Surface and its Catalysis for One-Pot Oxidation2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      Work shop on layered materials
    • 発表場所
      Trest, Czech
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フラーレンC60を用いた光析出法によるルテニウムナノ粒子の調製とアンモニアボランからの水素生成2015

    • 著者名/発表者名
      中塚和希
    • 学会等名
      触媒学会若手会第36回夏の研修会
    • 発表場所
      ホテルニュー伊香保(群馬県渋川市伊香保町)
    • 年月日
      2015-08-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient One-pot Oxidation using in-situ Generated H2O2 over Core Shell Catalyst with hydrophobic surface2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Yasutaka KUWAHARA, Kohsuke MORI, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Design of Core Shell Catalyst Pd/SiO2@Ti-containing Mesoporous Silicas with Hydrophobic Surface for One-Pot Oxidation2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKATSUKA, Kohsuke MORI, Yasutaka KUWAHARA, Hiromi YAMASHITA
    • 学会等名
      ZMPC2015
    • 発表場所
      Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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