ナノ組織化された原子構造をもつ新規反応場の創成

• 研究課題/領域番号: 23560928
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 一國 伸之 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40261937)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: ナノクラスター / ニッケル触媒 / 酸化コバルト触媒 / XAFS / TEM / コロイド / ニッケルナノクラスター / 触媒調製化学 / 透過型電子顕微鏡 / 水性ガスシフト反応 / NiOナノクラスター / チオフェノールカップリング反応

研究概要

ニッケルやコバルトなど貴金属以外の元素の数ナノメートル以下という小さな粒子（ナノクラスター）を作り出し，触媒へと応用した。これらナノクラスターは，におい物質のひとつであるチオフェノールを無臭化するカップリング反応，一酸化炭素と水から水素へ転換するシフト反応，一酸化炭素を二酸化炭素へと酸化する反応などに活性を示した。その際に，微粒子化により活性が急激に向上する，特異的なサイズ依存性を示すことなどが見出された。

研究成果

• [雑誌論文] XAFS and HAADF STEM combined characterization for size regulated Ni nanocluster catalyst and its unique size dependence for water gas shift reaction (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirotake Kitagawa, Nobuyuki Ichikuni, Hanako Okuno, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 雑誌名: Applied Catalysis A:General 巻: 478 ページ: 66-70
  • DOI: 10.1016/j.apcata.2014.03.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size Control of Ni Nanocluster by the Carbon Chain Length of Secondary Alkoxide (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirotake Kitagawa, Nobuyuki Ichikuni, Songhai Xie, Tatsuya Tsukuda, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 10 号: 0 ページ: 648-650
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2012.648
  • NAID: 130004933775
  • ISSN: 1348-0391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Catalysis of Supported NiO Nanocluster for Oxidative Coupling of Thiophenol (2012)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Ichikuni, Osamu Tsuchida, Jun Naganuma, Takayoshi Hara, Hironori Tsunoyama, Tatsuya Tsukuda, Shogo Shimazu
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 37(2) ページ: 177-180
  • NAID: 130003399077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Catalysis of Supported NiO Nanocluster for Oxidative Coupling of Thiophenol (2012)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Ichikuni, Osamu Tsuchida, Jun Naganuma, Takayoshi Hara, Hironori Tsunoyama, Tatsuya Tsukuda, Shogo Shimazu
  • 雑誌名: Trans. Mater. Res. Soc. Japan 巻: 37(2) ページ: 177-180
  • NAID: 130003399077
  • 査読あり
• [学会発表] 酸素前処理温度による酸化コバルトナノクラスターのCO酸化反応活性の変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井俊希, 一國伸之, 奥野華子, 井上泰徳, 中島清隆, 原亨和, 原孝佳, 島津省吾
  • 学会等名: 第94日本化学会春季年会(2H3-42)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] サイズ規定した担持Niナノクラスターによるシフト反応の粒径依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 一國伸之，北川裕丈，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 酸素前処理温度による酸化コバルトナノクラスターのCO酸化反応活性の変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井俊希，一國伸之，奥野華子，井上泰徳，中島清隆，原亨和，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 第94日本化学会春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] アルミナ担持Niナノクラスターによる水性ガスシフト反応のサイズ依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 一國伸之, 北川裕丈, 原孝佳, 島津省吾
  • 学会等名: 第112回触媒討論会(1I13)
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] コロイドを前駆体とした酸化コバルトナノクラスターの調製とCO酸化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井俊希, 一國伸之, 原孝佳, 島津省吾
  • 学会等名: 第112回触媒討論会(1I02)
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] Preparation of size regulated Ni nanocluster catalyst by using alcoholate stabilized Ni colloid and its application for WGSR (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirotake Kitagawa, Nobuyuki Ichikuni, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 学会等名: XIth European Congress on Catalysis (P2-T2-61)
  • 発表場所: Lyon, FRANCE
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] Preparation of size regulated Ni nanocluster catalyst by using alcoholate stabilized Ni colloid and its application for WGSR (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirotake Kitagawa, Nobuyuki Ichikuni, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 学会等名: XIth European Congress on Catalysis
  • 発表場所: Lyon, France
• [学会発表] コロイドを前駆体とした酸化コバルトナノクラスターの調製とCO酸化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井俊希，一國伸之，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田
• [学会発表] アルミナ担持Niナノクラスターによる水性ガスシフト反応のサイズ依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 一國伸之，北川裕丈，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田
• [学会発表] アルコキシドを用いてサイズ規定した担持Niナノクラスターの触媒作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北川裕丈，一國伸之，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 二級アルコキシドを用いた担持Niナノクラスターのサイズ制御およびWGSRへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北川裕丈，一國伸之，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 第93日本化学会春季年会
  • 発表場所: 草津
• [学会発表] ナノクラスター化による担持ニッケル触媒の高機能化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 一國伸之
  • 学会等名: 岩澤コンファレンス2012「サステイナブル社会のための最先端触媒化学・表面科学」
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-10-31
• [学会発表] 二級アルコキシド保護基の炭素鎖長によるアルミナ担持Niナノクラスターのサイズ制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北川裕丈, 一國伸之, 謝頌海, 佃達哉, 原孝佳, 島津省吾
  • 学会等名: 第110回触媒討論会(1G21)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-09-24
• [学会発表] Preparation and catalysis of the alkoxide-stabilized Ni nanocluster catalyst, Nobuyuki Ichikuni (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Naganuma, Hironori Tsunoyama, Tatsuya Tsukuda, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 学会等名: XAFS theory workshop : XAFS theory and nano particles (oral)
  • 発表場所: Chiba, JAPAN
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] Preparation of Alkoxide-Stabilized Ni Nanocluster Catalyst on Oxide Support and Its Catalysis for WGSR (2012)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Ichikuni, Jun Naganuma, Hironori Tsunoyama, Tatsuya Tsukuda, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 学会等名: 15th ICC2012 (1.05_6867)
  • 発表場所: Munich, GERMANY
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] アルコキシド保護基を用いたアルミナ担持Niナノクラスター触媒の炭素鎖長依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北川裕丈, 一國伸之, 佃達哉, 原孝佳, 島津省吾
  • 学会等名: 第92日本化学会春季年会(1G1-02)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Preparation of Alkoxide-Stabilized Ni Nanocluster Catalyst on Oxide Support and Its Catalysis for WGSR (2012)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Ichikuni, Jun Naganuma, Hironori Tsunoyama, Tatsuya Tsukuda, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 学会等名: 15th Iinternational Congress on Catalysis 2012
  • 発表場所: Munich, Germany
• [学会発表] Preparation and catalysis of the alkoxide-stabilized Ni nanocluster catalyst (2012)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Ichikuni, Jun Naganuma, Hironori Tsunoyama, Tatsuya Tsukuda, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 学会等名: XAFS theory workshop: XAFS theory and nano particles
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] PVP-Niコロイドを用いた担持Ni(II)ナノクラスター触媒の調製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤田和成，一國伸之，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 第15回XAFS討論会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] 二級アルコキシド保護基の炭素鎖長によるアルミナ担持Niナノクラスターのサイズ制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北川裕丈，一國伸之，謝頌海，佃達哉，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Size control of Ni nanocluster by the carbon chain length of secondary alkoxide (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirotake Kitagawa, Nobuyuki Ichikuni, Songhai Xie, Tatsuya Tsukuda, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
  • 学会等名: XAFS theory workshop: XAFS theory and nano particles
  • 発表場所: Chiba, Japan
• [学会発表] アルコキシド保護基を用いたアルミナ担持Niナノクラスター触媒の炭素鎖長依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北川裕丈，一國伸之，佃達哉，原孝佳，島津省吾
  • 学会等名: 第92日本化学会春季年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 担持NiOナノクラスター触媒の調製とチオフェノールの酸化的カップリング反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 一國伸之, 土田理, 長沼純, 原孝佳, 角山寛規, 佃達哉, 島津省吾
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム(M-05)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] 担持Niナノクラスター触媒の調製と触媒作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 一國伸之，長沼純，原孝佳，角山寛規，佃達哉，島津省吾
  • 学会等名: 第9回ナノ学会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 担持NiOナノクラスター触媒の調製とチオフェノールの酸化的カップリング反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 一國伸之，土田理，長沼純，原孝佳，角山寛規，佃達哉，島津省吾
  • 学会等名: 第21回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜