| 研究課題/領域番号 |
19K05143
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
小廣 和哉 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (60170370)
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| 研究分担者 |
大谷 政孝 高知工科大学, 環境理工学群, 准教授 (20585004)
Kan Kai 高知工科大学, 環境理工学群, 助教(PD) (80756263)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 複合酸化物多孔体 / ソルボサーマル反応 / 単工程反応 / 担持貴金属触媒 / 複合酸化物ナノ粒子多孔体 / アセトニトリル / 酸素吸蔵能 / メタン酸化反応 / 複合金属酸化物 / 多孔体 / 触媒担体 / 触媒 / 球状多孔体 / ナノレベル均一混合 / 複合金属酸化物多孔体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
通常、複合化が困難とされている複数の金属酸化物を５nm 以下のナノ粒子レベルで均一混合した複合酸化物多孔体の単工程ソルボサーマル合成法を開発する。既に開発済みのTiO2、Fe2O3、ZrO2、CeO2 等の一種類の酸化物からなる球状多孔体を容易に与える独自の単工程ソルボサーマル合成法を発展させ、SiO2、TiO2、Fe2O3、ZrO2、Nb2O5、CeO2等の結晶構造の異なる複数の金属酸化物を数ナノメートルレベルで均一に集積した単分散球状多孔体の単工程ソルボサーマル合成法を完成する。得られる高比表面積の球状多孔体を反応触媒や触媒担体、あるいは固体強酸触媒や二次電池電極材に応用する。
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| 研究成果の概要 |
複合化が困難とされる複数の金属酸化物を数ナノレベルで均一混合した複合酸化物多孔体の単工程合成法開発を目的とした。Al2O3-ZrO2、SiO2-ZrO2、MgO-CeO2、Y2O3-CeO2を合成し、これらのNi触媒がCH4ドライリフォーミング反応で優れた炭素析出抑制効果を示した。また、V2O5-TiO2、Nb2O5-TiO2、Ta2O5-TiO2を合成し、これらのRu触媒が高いCO2メタン化反応触媒であることを示した。さらに、Al2O3-CeO2、SiO2-CeO2、Y2O3-CeO2、ZrO2-CeO2を合成し、これらのPd 触媒がCH4酸化反応に高い活性を示すことを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
複合化が困難とされる複数の金属酸化物を数ナノレベルで均一混合した複合酸化物多孔体の単工程合成法を開発した。有機溶媒を反応溶媒とし、金属アルコキシドあるいは金属硝酸塩を酸化物の金属源に、カルボン酸あるいはオリゴエチレングリコールを添加剤に、アルコールあるいはニトリルを反応溶媒にとする高効率の球状多孔体のワンポット一段階反応を開発した。この合成手法の確立を受けて複合酸化物多孔体を担体とする各種担持貴金属ナノ触媒の開発に成功した。それらは、CO2メタン化触媒、CH4ドライリフォーミング触媒、CH4酸化触媒として優れた性能を示した。
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