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Developing efficient catalysts for elimination of ammonia at room temperature for air quality improvement

研究課題

研究課題/領域番号 19K15363
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
研究機関東京都立大学

研究代表者

林 明月  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 特任助教 (30813357)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードair purification / gold catalyst / solid acid / high catalytic activity / NH3 oxidation / high N2 selectivity / Au-PVP colloid / Ag catalyst / size effect / ammonia / selective / catalytic oxidaiton / N2 selectivity / selective oxidation / precious metals / acid sites / niobium oxide / catalytic oxidation / nitrogen selectivity / catalyst / gold naoparticles / acid metal oxides
研究開始時の研究の概要

To solve the ammonia emission problems and improve the living quality for human beings, developing efficient catalysts with high catalytic activity and high selectivity to nitrogen at low temperatures is necessary and important.

研究成果の概要

CO酸化反応とNH3選択的触媒酸化反応のための高活性Auナノ粒子担持固体触媒の開発に成功した。CO酸化反応では、Au/Nb2O5およびAu/Ta2O5触媒にて、室温で100%のCO転化率の触媒活性が達成された。NH3の選択的酸化反応では、温度は、反応温度を室温まで下げると同時に、N2の選択性を90%以上に上げることに成功した。さらに、この詳細な反応メカニズムを調査することで、より優れた触媒の設計と調製を可能にした。研究成果は、基礎研究と環境関連触媒への応用研究の両側面で、有益な知見を提供した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アンモニアは特有の強い刺激臭を有することで知られ、人間の健康と環境に悪影響を及ぼす。 国連の持続可能な開発目標(SDGs)の目標6(きれいな水と衛生)と目標11(持続可能な都市とコミュニティ)の達成に適した都市生活の質を向上させるために、室内の空気浄化の需要がより一層高まっている。
我々の研究成果は、NH3-SCOの反応温度を室温まで下げ、その一方でN2選択性を90%以上に上げることができた。これは科学的に重要であるだけでなく、低エネルギー消費で安全性の高い空気浄化システム開発に技術革新をもたらすことができる。これは、将来的に健全な社会システムを構築する上で大いに貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Understanding the distinct effects of Ag nanoparticles and highly dispersed Ag species on N2 selectivity in NH3-SCO reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Haifeng Wang, Toru Murayama*, Mingyue Lin, Norihito Sakaguchi, Masatake Haruta, Hiroki Miura, and Tetsuya Shishido*
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 12 ページ: 6108-6118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of solid acid-supported gold nanoparticle catalysts for air purification at room temperature2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Murayama*, Mingyue Lin
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      巻: 65(2) ページ: 58-66

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of poly(N-vinylpyrrolidone) ligand on catalytic activities of Au nanoparticles supported on Nb2O5 for CO oxidation and furfural oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Mingyue、Mochizuki Chihiro、Ishida Tamao、Zhang Ying、Haruta Masatake、Murayama Toru
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: - ページ: 143-149

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2022.03.034

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Defective NiO as a Stabilizer for Au Single-Atom Catalysts2022

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Mochizuki, Yusuke Inomata, Shunsaku Yasumura, Mingyue Lin, Ayako Taketoshi, Tetsuo Honma, Norihito Sakaguchi, Masatake Haruta, Ken-ichi Shimizu, Tamao Ishida, and Toru Murayama*
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 12, 6149-6158 ページ: 6149-6158

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Praseodymia-titania mixed oxide supported gold as efficient water gas shift catalyst: modulated by the mixing ratio of oxides2022

    • 著者名/発表者名
      Weixuan Zhao‡, Junjie Shi‡*, Mingyue Lin, Libo Sun, Huijuan Su, Xun Sun, Toru Murayama, Caixia Qi*
    • 雑誌名

      RSC advances

      巻: 12 (9) ページ: 5374-5385

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ag Size/Structure-dependent effect on low-temperature selective catalytic oxidation of NH3 over Ag/MnO22021

    • 著者名/発表者名
      Haifeng Wang, Mingyue Lin, Toru Murayama*, Shixiang Feng, Masatake Haruta, Hiroki Miura, and Tetsuya Shishido*
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 11(14) ページ: 8576-8584

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective catalytic oxidation of ammonia to nitrogen over zeolite-supported Pt-Au catalysts: Effects of alloy formation and acid sites2021

    • 著者名/発表者名
      Haifeng Wang, Mingyue Lin, Toru Murayama*, Shixiang Feng, Masatake Haruta, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido*
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 402 ページ: 101-113

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Features of Nb2O5 as a metal oxide support of Pt and Pd catalysts for selective catalytic oxidation of NH3 with high N2 selectivity2020

    • 著者名/発表者名
      Lin Mingyue、An Baoxiang、Takei Takashi、Shishido Tetsuya、Ishida Tamao、Haruta Masatake、Murayama Toru
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 389 ページ: 366-374

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2020.05.040

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidation of Active Sites of Gold Nanoparticles on Acidic Ta2O5 Supports for CO Oxidation2020

    • 著者名/発表者名
      M. Lin, C. Mochizuki, B. An, Y. Inomata, T. Ishida, M. Haruta, T. Murayama
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: 10 号: 16 ページ: 9328-9335

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c01966

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand Effect of Gold Colloid in the Preparation of Au/Nb2O5 for CO Oxidation2020

    • 著者名/発表者名
      Lin M, Mochizuki C, An B, Honma T, Haruta M, Ishida T, Murayama T.
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 389 ページ: 9-18

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2020.05.014

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultra-Low-Temperature CO Oxidation Activity of Octahedral Site Cobalt Species in Co3O4 Based Catalysts: Unravelling the Origin of the Unique Catalytic Property2019

    • 著者名/発表者名
      Baidya T, Murayama T, Nellaiappan S, Katiyar NK, Bera P, Safonova O, Lin M, Priolkar KR, Kundu S, Srinivasa Rao B, Steiger P.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 32 ページ: 19557-19557

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b04136

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Au-Pt alloy nanoparticles supported on zeolite for the highly efficient removal of ethylene at 0 ℃2021

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin・Haifeng Wang・Hiroki Miura・Tetsuya Shishido・Masatake Haruta・Toru Murayama
    • 学会等名
      第128回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Highly efficient removal of ethylene at 0 ℃ over Au-Pt/zeolite2021

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin・Haifeng Wang・Tetsuya Shishido・ Hiroki Miura・ Masatake Haruta・Toru Murayama
    • 学会等名
      函館大会(第51回石油・石油化学討論会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of solid acidity of the support on the selective catalytic oxidation of NH3 by the niobium oxide supported precious metals catalysts2020

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin,Baoxiang An, Yohei Jikihara, Fukui Yoko, Tsuruo Nakayama,Toru Murayama, Masatake Haruta, Tamao Ishida, Sadao Yasui, Takashi Takei,Tetsuya Shishido,
    • 学会等名
      第126回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of acid sites for selective catalytic oxidation of NH3: the case of niobium oxide supported precious metals catalysts2020

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin, Baoxiang An,Takashi Takei, Tetsuya Shishido, Tamao Ishida, Masatake Haruta,Toru Murayama
    • 学会等名
      熊本大会(第50回石油・石油化学討論会)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient removal of ammonia by using niobium oxide supported gold catalyst with high nitrogen selectivity2019

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin, Baoxiang An, Nao Niimi, Yohei Jikihara, Tsuruo Nakayama, Takashi Takei, Tetsuya Shishido, Tamao Ishida, Masatake Haruta, Toru Murayama*
    • 学会等名
      The 8th Asia Pacific Congress on Catalysis
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Catalytic Oxidation of NH3 by using Au/Nb2O52019

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin, Baoxiang An, Yoko Fukui, Yohei Jikihara, Tsuruo Nakayama, Takashi Takei, Tetsuya Shishido, Tamao Ishida, Masatake Haruta, Toru Murayama*
    • 学会等名
      The 10th National Conference on Environmental Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective Catalytic Oxidation of NH3 with High N2 Selectivity over Au/Nb2O52019

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin,Baoxiang An, Nao Niimi, Yohei Jikihara, Tsuruo Nakayama, Takashi Takei, Tetsuya Shishido, Tamao Ishida, Masatake Haruta, and Toru Murayama *
    • 学会等名
      水素社会のための第4回国際シンポジウムプログラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High catalytic activity for CO oxidation below room temperature over Au/Ta2O52019

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin, Chihiro Mochizuki, Baoxiang An, Yusuke Inomata , Tamao Ishida, Masatake Haruta, Toru Murayama*
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] High catalytic activity for CO oxidation below room temperature over Au/Ta2O52019

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin, Chihiro Mochizuki, Baoxiang An, Yusuke Inomata , Tamao Ishida, Masatake Haruta, Toru Murayama*
    • 学会等名
      Au-Sdarc Symposium on Gold Catalysis 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of acid sites in selective catalytic oxidation of NH3 with high N2 selectivity2019

    • 著者名/発表者名
      Mingyue Lin, Baoxiang An, Yoko Fukui, Yohei Jikihara, Tsuruo Nakayama, Takashi. Takei, Tetsuya Shishido, Tamao Ishida, Masatake Haruta, Toru Murayama*
    • 学会等名
      9th East Asia Joint Symposium on Environmental Catalysis and Eco-materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 脱臭触媒2020

    • 発明者名
      2020
    • 権利者名
      2020
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-148138
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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