| 研究課題/領域番号 |
21K14665
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
外山 直樹 日本大学, 生産工学部, 助教 (60845410)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 球状中空体 / ニッケル / 還元反応 / 水素生成 / 球状中空シリカ / 担持触媒 / 4-ニトロフェノール / 球状中空材料 / 水質浄化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
担持触媒は、担体に触媒を分散させて使うため、触媒をそのまま使うよりも高活性を示す。しかしながら、繰り返し使用することで触媒の凝集や溶出によって活性が著しく低下することが問題となっている。
本研究では、高い持続性を有する水質浄化用の担持触媒の創成を目指す。担体として高い比表面積を有する球状中空材料を用いた担持触媒を合成し、さらにこの上に多孔質材料等をコートし、担持された触媒をサンドイッチ状に挟むことで安定・固定化させる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、中空壁厚や粒径といった微細構造を制御した球状中空シリカの合成を行い、Niを含浸法で担持させることに成功した。この結果、中空壁厚が薄く粒径の小さいの球状中空シリカにNiを担持させた試料が4-ニトロフェノールの還元反応に高活性を示した。さらにシリカコートを行う予定であったが、シリカ層にNiが埋没してしまう懸念やシリカコートが均一にできずに活性が低下してしまうことから、高活性を示した担持Ni触媒を用いて耐久性と水素生成反応の評価を行った。耐久性の試験では、4サイクル目まで活性を示し、自製した水素用ガスビュレットで評価することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
規則性構造体の一つである球状中空体を触媒の担体として利用し、このとき中空壁厚や粒径を制御させた。微細構造制御した球状中空シリカにNiを担持させた触媒を4-ニトロフェノールの還元反応で評価することによって得られたデータを系統的に整理することで新たな知見を得ることができた。
さらに、高活性を示した球状中空シリカ担持Ni触媒の耐久性の評価に加えて、水素生成反応への二機能的活用にも成功したことは非常に重要な研究成果である。
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