| 研究課題/領域番号 |
19H02435
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
今中 信人 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30192503)
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| 研究分担者 |
布谷 直義 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40715314)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | 酸化触媒 / 環境触媒 / イオン伝導 / 電子伝導 / トルエン / フェノール類 / グリセリン / 希土類 / 有害有機物質 / 完全酸化 / 選択酸化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、非常な温和な条件（気相での揮発性有機化合物の酸化では室温付近、液相での有機物分解では常圧かつ室温付近、有用有機化合物への変換では常圧または室温付近）での有害有機物の無害化、または有用有機物への変換を実現できる高性能酸化触媒の開発を目指す。これを実現するため、固体内における「イオン伝導」および「電子伝導」という新しい観点から新規触媒を設計・創成を行う。
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| 研究成果の概要 |
固体内の酸化物イオン・電子伝導を活用することにより、酸素貯蔵放出特性を向上させ、酸化反応を促進させた新規触媒を創成した。イオン伝導性は、イオン伝導に適した構造の選択、およびイオン欠陥の導入により制御した。電子伝導（酸化還元能）は価数変化しやすいイオンの導入により付与した。その結果、Pt/La10Si5CoO27-δ/γ-Al2O3が120℃で気相中のトルエンを完全燃焼し、Pt/CeO2-ZrO2-SnO2/ZrO2/SBA-16が常圧80℃で液相中のフェノールを完全除去できることを明らかにした。さらに、CeO2-ZrO2系新規触媒において、グリセリンから高付加価値化合物への変換も実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、環境汚染の原因となる有害有機化合物を効率的に酸化分解するため、イオン伝導および電子伝導という新しい観点を取り入れた新規触媒を創成した。その結果、気相中のトルエンを120℃で完全燃焼、また液相中のフェノール類を常圧大気開放下80℃で完全浄化できる触媒を実現した。さらに、近年供給過剰となっているグリセリンを高付加価値化合物（グリセルアルデヒド、グリセリン酸、ジヒドロキシアセトン、ヒドロキシピルビン酸）へと変換できる触媒も創成した。
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