| 研究課題/領域番号 |
20H02526
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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27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
竹中 壮 同志社大学, 理工学部, 教授 (10302936)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | Ptナノシート / ナノシート / 触媒 / 合金 / 貴金属 / 貴金属ナノシート |
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| 研究開始時の研究の概要 |
貴金属は様々な反応の触媒活性成分として利用されているが，それらは高価であるため，貴金属の使用量低減が求められている．貴金属触媒の使用量低減には，触媒設計の指針となる貴金属の触媒作用の理解が重要となる．そこで組成および幾何学的・電子的構造が制御された貴金属および貴金属系合金粒子の触媒作用が検討されている． 本申請課題では，酸化グラフェンが有する2次元のナノスケール層間を利用したナノシート調製法により貴金属および貴金属系合金から構成される単結晶ナノシートを調製するとともに，ここで得られた貴金属系ナノシートを触媒反応に利用し，貴金属および貴金属系合金の触媒作用を明らかにすることを研究目的とする．
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| 研究成果の概要 |
貴金属は様々な化学反応の触媒として利用されている．しかし貴金属は高価であるため，貴金属の触媒作用改善が求められる．貴金属の触媒作用向上には，他の金属との合金化による電子構造制御や，ナノスケール化による構造制御が有効である．一方で貴金属の触媒活性は，貴金属試料の表面原子の配位不飽和度に強く依存するため，表面原子の配位不飽和度制御が求められる．本研究では，配位不飽和度が均一なナノスケール材料であるナノシートに注目し，貴金属および貴金属合金のナノシート化を試みた．その結果，Pt，Rh，Pt系合金などのナノシート化に成功した．また得られたナノシート試料は，球状のナノ粒子と比べ高い触媒活性を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化石資源に依存した現行のエネルギー社会から，水素などを利用する新しいエネルギー社会への移行が求められ，その際に触媒が果たす役割は大きい．多くの化学反応で貴金属が触媒活性成分として利用されるが，貴金属は埋蔵量が少なく，また埋蔵地域も限られるため，貴金属触媒の触媒作用を正しく理解し，そのうえで貴金属の触媒活性向上が求められる．本研究では，貴金属の触媒作用を正しく理解するために有効な貴金属系ナノシートの調製に成功した．これらナノシートの触媒作用を検討することで，表面原子の配位不飽和度が関与しない触媒作用を評価できる．
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