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金属ナノ粒子触媒の調製と燃料電池への応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06917
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関富山高等専門学校

研究代表者

津森 展子  富山高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (20390437)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード金属ナノ粒子 / 触媒 / 担体担持法 / 触媒活性 / 触媒・化学プロセス
研究成果の概要

本科研費研究で申請者は、金属ナノ粒子とMOF相互作用が強化された「準MOF(Quasi-MOF)」という新しいコンセプトを提唱し、それが、熱変換による金属/ MOF複合材料の制御された部分的脱配位子によって形成することを発見した。得られた金属/準MOF複合材料は、MOFと金属酸化物の間に遷移状態構造を持ち、多孔質構造を保持するだけでなく、金属ナノ粒子と準MOFの金属酸化物との強い相互作用から触媒活性が劇的に強化されることがわかった。本触媒を用いて一酸化炭素の連続酸化反応を行ったところ-80℃という低温でも3日間もの間100%の転化率を維持する高活性の触媒であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属ナノ粒子とMOF相互作用が強化された「準MOF(Quasi-MOF)」という新しいコンセプトを提唱し、それが、熱変換による金属/ MOF複合材料の制御された部分的脱配位子によって形成することを発見した。このコンセプトと新しい発見により、安価でかつ高活性な優れた不均一触媒の設計のために新しい道を開くことが期待されている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Fabrication of a Spherical Superstructure of Carbon Nanorods2019

    • 著者名/発表者名
      Lianli Zou, Mitsunori Kitta, Jinhua Hong, Kazutomo Suenaga, Nobuko Tsumori, Zheng Liu, Qiang Xu,
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 31 号: 24

    • DOI

      10.1002/adma.201900440

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quasi-MOF: Exposing Inorganic Nodes to Guest Metal Nanoparticles for Drastically Enhanced Catalytic Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Tsumori, Liyu Chen, Qiuju Wang, Qi-Long Zhu, Mitsunori Kitta, Qiang Xu
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 4 号: 4 ページ: 845-856

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2018.03.009

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A solvent-switched in situ confinement approach for immobilizing highly-active ultrafine palladium nanoparticles: boosting catalytic hydrogen evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Qi-Long Zhu, Fu-Zhan Song, Qiu-Ju Wang, Nobuko Tsumori, Yuichiro Himeda, Tom Autrey, Qiang Xu
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 6 号: 14 ページ: 5544-5549

    • DOI

      10.1039/c8ta01093e

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Metal-Organic Framework Templated Porous Carbon-Metal Oxide/Reduced Graphene Oxide as Superior Support of Bimetallic Nanoparticles for Efficient Hydrogen Generation from Formic Acid2018

    • 著者名/発表者名
      Fu-Zhan Song, Qi-Long Zhu, Xinchun Yang, Wen-Wen Zhan Pradip Pachfule, Nobuko Tsumori, Qiang Xu
    • 雑誌名

      Advanced Energy Materials

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1002/aenm.201701416

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tandem Nitrogen Functionalization of Porous Carbon: Toward Immobilizing Highly Active Palladium Nanoclusters for Dehydrogenation of Formic Acid2017

    • 著者名/発表者名
      Zhangpeng Li, Xinchun Yang, Nobuko Tsumori, Zheng Liu, Yuichiro Himeda, Tom Autrey, Qiang Xu
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 7 号: 4 ページ: 2720-2724

    • DOI

      10.1021/acscatal.7b00053

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] From Ru nanoparticle-encapsulated metal-organic frameworks to highly catalytically active Cu/Ru nanoparticle-embedded porous carbon2017

    • 著者名/発表者名
      Pradip Pachfule, Xinchun Yang, Qi-Long Zhu, Nobuko Tsumori, Takeyuki Uchida, Qiang Xu
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 5 号: 10 ページ: 4835-4841

    • DOI

      10.1039/c6ta10748f

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高活性不均一触媒を創製する新しい提案 “準MOFs”2020

    • 著者名/発表者名
      Tsumori, Nobuko; Chen, Liyu; Xu, Qiang
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Quasi-MOF: Exposing Inorganic Nodes to Guest Metal Nanoparticles for Drastically Enhanced Catalytic Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Tsumori, Liyu Chen, Qiang Xu
    • 学会等名
      43th International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 43)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of supported metal nanoparticle catalysts for selective dehydrogenation of formic acid2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuko Tsumori, Qiang Xu
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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