| 研究課題/領域番号 |
20K22467
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
吉川 聡一 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (80878322)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 担持金属触媒 / 水素化 / 金属酸化物クラスタ― / 塩基触媒 / 協奏触媒機能 / 金属酸化物クラスター / 協奏触媒作用 / 担持合金触媒 / 孤立原子合金 / 活性点構造制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は周囲を異種元素に配位された孤立原子を有する担持合金触媒の新規調製手法の確立を目的とする．構造を制御した合金ナノ粒子を担持するトップダウン型の手法ではなく，構成部位を出発点として最終的な構造を制御するボトムアップ型の調製法による合金触媒調製を行う．得られた合金粒子の構造評価，及び触媒反応への適用を進めることで，合金粒子の構造と触媒機能の関係を明らかにし，触媒活性点の自在制御に向けた知見を収集する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，担持金属触媒の新たな設計手法として，担持金属ナノ粒子表面にアニオン性金属酸化物クラスタ―を吸着させるボトムアップ型の複合触媒設計を行った．アルミナ担持Auナノ粒子触媒をNbおよびTa酸化物クラスタ―水溶液中で攪拌することで，Auナノ粒子表面にこれらの金属酸化物クラスタ―を修飾した触媒を創出した．得られた複合触媒がAuナノ粒子の水素化触媒能と金属酸化物クラスタ―の塩基触媒能の協奏により，芳香族ニトロ化合物の水素化を高効率で駆動することを見出した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
触媒的水素化を駆動する担持金属触媒において，金属表面に酸化物シェルを修飾したコア－シェル型の複合型触媒が有効であるが，担持金属ナノ粒子の表面設計手法は限られており，汎用性の高い手法の開発が求められる．本研究で提案したボトムアップ型の複合触媒設計手法は，担持Auナノ粒子の表面に金属酸化物クラスタ―を修飾することが出来，高密度な金属－酸化物界面の設計と高効率な水素化能を達成した．得られた知見は，担持金属触媒の高機能化に新たな選択肢を与えるものである．
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