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合金クラスター触媒による直接的C-H官能基化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14482
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 合成化学
研究機関山梨大学

研究代表者

高橋 正樹  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (60754330)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード触媒 / 酸化反応 / ナノ粒子 / 金属クラスター / デンドリマー / 白金 / 金 / 銅 / C-H結合の活性化 / 合金 / 結合の活性化 / 空気酸化 / 錯体 / 有機金属触媒
研究成果の概要

パラジウムや白金、金といった金属の合金ナノ粒子は酸化反応に広く用いられており、その金属間界面で高い触媒活性が得られるとの報告がある。しかし、1nmといった非常に小さなサイズの合金クラスターの触媒活性は明らかになっていなかった。今回、研究代表者はサイズの精密に制御された合金クラスターの合成に成功し、白金や金、銅といった複数の金属から成る合金クラスターが炭化水素化合物の空気酸化反応において非常に高い触媒活性を示すことを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

自動車の排ガスの無毒化や医薬品の原料となる化合物の合成など、貴金属のナノ粒子は触媒として広く利用されているが、貴金属は需給が不安定という問題がある。そのため、このような資源の問題を解決した新たな材料の開発、発見が求められている。その一つのアプローチとして合金化による触媒性能の向上と貴金属使用量の低減がある。本研究では今まで作るのが困難であり、性質が不明であった1nm程度の小さなサイズの合金ナノ粒子の高い触媒機能を明らかにした。この研究成果には、触媒化学等の分野への波及効果だけでなく、資源問題の解決への可能性を示す社会的意義がある。

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

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Construction of a polyMOF using a polymer ligand bearing the benzenedicarboxylic acid moiety in the side chain2020

    • 著者名/発表者名
      Yazaki Kohei、Takahashi Masaki、Miyajima Naoya、Obata Makoto
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 44 号: 14 ページ: 5182-5185

    • DOI

      10.1039/c9nj06394c

    • 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] Synthesis of an oxygen-permeable block copolymer with catechol groups and its application in polymer-ceramic pressure-sensitive paint2020

    • 著者名/発表者名
      Obata Makoto、Yamai Kouta、Takahashi Masaki、Ueno Shintaro、Ogura Hiroya、Egami Yasuhiro
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 191 ページ: 122281-122281

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.122281

    • 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] A novel approach to white-light emission using a single fluorescent urea derivative and fluoride2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Masaki、Enami Yusuke、Ninagawa Hayato、Obata Makoto
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 43 号: 8 ページ: 3265-3268

    • DOI

      10.1039/c8nj05105d

    • 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] RAFT synthesis of polystyrene-block-poly(polyethylene glycol monomethyl ether acrylate) for zinc phthalocyanine-loaded polymeric micelles as photodynamic therapy photosensitizers2017

    • 著者名/発表者名
      Obata Makoto、Tanaka Shuto、Mizukoshi Hiroshi、Ishihara Eika、Takahashi Masaki、Hirohara Shiho
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry

      巻: 56 号: 5 ページ: 560-570

    • DOI

      10.1002/pola.28929

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Finely controlled multimetallic nanocluster catalysts for solvent-free aerobic oxidation of hydrocarbons2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Masaki、Koizumi Hiromu、Chun Wang-Jae、Kori Makoto、Imaoka Takane、Yamamoto Kimihisa
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 3 号: 7

    • DOI

      10.1126/sciadv.1700101

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Platinum clusters with precise numbers of atoms for preparative-scale catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Imaoka Takane、Akanuma Yuki、Haruta Naoki、Tsuchiya Shogo、Ishihara Kentaro、Okayasu Takeshi、Chun Wang-Jae、Takahashi Masaki、Yamamoto Kimihisa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 688-688

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00800-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多元金属クラスターの炭化水素酸化における触媒特性2019

    • 著者名/発表者名
      小泉 宙夢、田邊 真、高橋 正樹、今岡 享稔、山元 公寿
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光性ウレア誘導体とカルボン酸塩からなる水素結合錯体の特異的蛍光特性2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 望、小幡 誠、高橋正樹
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Color-Tunable White-Light Emission from Fluorescent Urea Derivatives and Fluoride2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Takahashi
    • 学会等名
      2019 International Symposium for Advanced Materials Research (ISAMR 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicolor Tuning and White-Light Emission from Fluorescent Urea Derivatives and Fluoride2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Takahashi
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) Yangon 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光性ウレア誘導体へのカルボン酸塩の添加による蛍光強度のON1-OFF-ON2スイッチング挙動2019

    • 著者名/発表者名
      榎並裕介、 小幡誠、 高橋正樹
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光性ウレア基を骨格に持つ超分子カプセルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      辻直也、 小幡誠、 高橋正樹
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] White-Light Emission from a Single Fluorescent Dye and Fluoride with Dual Fluorescence2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Takahashi
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Langkawi (ICPAC Langkawi)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光性ウレア誘導体へのカルボン酸塩の添加による蛍光強度のON1-OFF-ON2スイッチング挙動2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤望、 高橋正樹、 小幡 誠
    • 学会等名
      日本化学会 第8回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~tmasaki/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究代表者についてのwebページ

    • URL

      http://nerdb-re.yamanashi.ac.jp/Profiles/338/0033730/profile.html

    • 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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