| 研究課題/領域番号 |
22K18914
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
北野 政明 東京工業大学, 元素戦略MDX研究センター, 教授 (50470117)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 酸素欠陥 / ナトリウムナフタレニド / 異種アニオン導入 / 触媒界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、強力な還元剤であるナトリウムナフタレニドを利用した室温での液層還元法により金属酸化物表面に高密度に酸素欠陥を形成し、その酸素欠陥サイトを異種アニオン導入の足場として利用することで新規固体触媒の合成を行う。本手法により酸化物の結晶構造、比表面積、表面ナノ構造を損なうことなく酸素欠陥を導入し、不安定な表面の異種アニオン導入による表面構造安定化を駆動力として異種アニオンを高密度ドープする。
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| 研究成果の概要 |
強力な還元剤であるナトリウムナフタレニドを利用した液層還元法により二酸化チタンなど様々な金属酸化物をナトリウムナフタレニドで処理することで酸素欠陥導入を試みた。TiO2やCeO2などに酸素欠陥が導入でき、それを足場とすることでリン酸基を未処理の酸化物と比較して10倍程度高密度に固定できた。このような材料を触媒として用い、キシロースからフルフラールへの変換反応を行ったところ、通常のリン酸担持酸化チタンよりも高い選択性でフルフラールが得られ、導入したリン酸基量が多い触媒ほど高選択的にフルフラールを合成できることが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、触媒材料の比表面積を損なうことなく安定な酸化物材料の表面に高密度に異種アニオンを導入する手法を示した。本研究では、主にリン酸基を固定化した酸化チタンを触媒としフルフラールを合成する反応に適応したが、導入するアニオンの種類や酸化物材料を変えることによりその他様々な触媒反応にも適応できると期待できる。
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