オゾンを酸化剤とした低温作動型VOC酸化触媒反応の開発

• 研究課題/領域番号: 22560765
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 永長 久寛 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 准教授 (90356593)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 触媒反応 / 酸化反応 / 環境浄化触媒 / オゾン酸化触媒 / オゾン / マンガン / 揮発性有機化合物 / 触媒 / 酸化分解 / 金属酸化物 / 酸化分解反応

研究概要

第四周期遷移金属 (Mn, Fe, Co, Ni, Cu)の酸化物を触媒としたベンゼンのオゾン酸化分解反応を行い,各種金属酸化物の触媒特性を比較検討した.ベンゼン酸化活性の序列はMn > Co > Cu ~ Ni > Feと求められた.Mnは他の金属種に比べてベンゼン環の開裂反応が速やかに進行し,触媒上に中間生成物が蓄積するものの,これらのCO2,COへの酸化分解が速やかに起こること,オゾンが効率良くベンゼン酸化分解反応に消費されることを明らかにした.一方,Cu, Ni, Fe酸化物は少量の中間生成物の表面上への蓄積によりベンゼン酸化反応が著しく抑制され,触媒表面上でのオゾンの自己分解が起こりやすいことがわかった.

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Catalyst Composition and Preparation Conditions on Catalytic Properties of Unsupported Manganese Oxides for Benzene Oxidation with Ozone (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Einaga, N. Maeda, and Y. Teraoka
  • 雑誌名: Appl.Catal 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic Oxidation of Benzene by Ozone over Manganese Oxides Supported on USY zeolite (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Einaga, Y. Teraoka, and A. Ogata
  • 雑誌名: J. Catal 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Oxidation Processes for Toluene Oxidation over TiO2Catalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Einaga, K. Mochiduki, and Y. Teraoka
  • 雑誌名: Catalysts 巻: 3 ページ: 219-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic Oxidation Processes for Toluene Oxidation over TiO2 Catalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Einaga, K. Mochiduki, Y. Teraoka
  • 雑誌名: Catalysts 巻: 3 号: 1 ページ: 219-231
  • DOI: 10.3390/catal3010219
  • 査読あり
• [雑誌論文] 構造を制御したPtおよびPt-Rh粒子の調製とTiO2への高分散担持 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永長久寛、木村加奈、寺岡靖剛
  • 雑誌名: 触媒 巻: 54 ページ: 78-80
• [雑誌論文] Benzene Oxidation with Ozone over Manganese Oxide Supported on Zeolite Catalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Einaga, Y. Teraoka, and A. Ogata
  • 雑誌名: Catal.Today 巻: 164 ページ: 571-574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Oxidation of Egg Albumin on Photoirradiated TiO2: Factors Controlling the Catalytic Performance in Solid-solid Heterogeneous Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kawanami, H. Einaga, and Y. Teraoka
  • 雑誌名: Res, Chem. Intermed 巻: 37 ページ: 587-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Highly Dispersed Platinum Catalysts on Various Oxides by Using Polymer-protected Nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, H. Einaga, Y. Teraoka
  • 雑誌名: Catal.Today 巻: 164 ページ: 88-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benzene Oxidation with Ozone over Manganese Oxide Supported on Zeolite Catalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: Hisahiro Einaga, Yasutake Teraoka, Atsushi Ogata
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: 164 号: 1 ページ: 571-574
  • DOI: 10.1016/j.cattod.2010.10.067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of highly dispersed platinum catalysts on various oxides by using polymer-protected nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Kana Kimura, Hisahiro Einaga, Yasutake Teraoka
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: 164 号: 1 ページ: 88-91
  • DOI: 10.1016/j.cattod.2010.10.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] 担持金属酸化物触媒によるベンゼンのオゾン酸化反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田菜那子
  • 雑誌名: 触媒 巻: 53 ページ: 65-67
• [雑誌論文] Complete Oxidation of Benzene over Perovskite-type Oxide Catalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Einaga, S. Hyodo, and Y. Teraoka
  • 雑誌名: Topics in Catal 巻: 53 ページ: 629-634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benzene Oxidation with Ozone over Manganese Oxide Supported on Zeolite Catalysts
  • 著者名/発表者名: H.Einaga, et al
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] MnおよびCu-Mn酸化物担持触媒によるオゾンを酸化剤としたベンゼン酸化分解反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本晋太郎、永長久寛、寺岡靖剛
  • 学会等名: 第42回石油・石油化学討論会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] MnおよびCu-Mn系酸化物触媒によるベンゼンのオゾン酸化分解反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本晋太郎、永長久寛、寺岡靖剛
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] DNAを保護剤としたPtナノ粒子の調製とTiO2への担持方法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川原田純基、永長久寛、寺岡靖剛
  • 学会等名: 第109回触媒討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Catalytic oxidation of hazardous air pollutants over perovskite oxides under microwave irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Manabu Oda, Hisahiro Einaga, Yasutake Teraoaka
  • 学会等名: The 5th International Symposium on the East Asian Environmental Problems
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] マイクロ波照射下におけるMn系ペロブスカイト触媒の昇温特性とVOC酸化分解特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小田学、永長久寛、寺岡靖剛
  • 学会等名: 第41回石油・石油化学討論会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] 担持金属酸化物触媒によるベンゼンのオゾン酸化反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田菜那子、永長久寛、寺岡靖剛
  • 学会等名: 第107回触媒討論会B
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] 寺岡靖剛,オゾンを酸化剤としたMn系酸化物触媒によるベンゼンの分解反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前田菜那子、永長久寛
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] オゾンを酸化剤としたMn系酸化物触媒によるベンゼンの分解反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前田菜那子
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨大学(山梨県)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Catalytic oxidation of benzene with ozone over manganese oxide catalysts supported on zeolite Y (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Einaga, Y. Teraoka, and A. Ogata
  • 学会等名: The Sixth Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology & The Fifth Asia Pacific Congress on Catalysis
  • 発表場所: Sapporo