水素吸蔵金属(合金)を用いる新規な電気化学システムの構築と反応場三次元化の試み

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650927
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 岩倉 千秋 大阪府立大学, 工学部, 教授 (00029183)
• 研究分担者: 井上 博史 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (00213174)
• キーワード: 水素吸蔵金属 / 電気化学的水素反応システム / 原子状水素 / 水素化分解 / 反応選択性 / 三次元化 / 二酸化炭素 / アマランス

研究概要

昨年度は、研究代表者らによって構築された新規な電気化学的水素化システムがスチレンを始めとする種々の不飽和有機化合物に適用できることおよびPd薄板電極の水素化反応側にPd黒を担持するとその担持量に依存して水素化反応速度が速くなることを明らかにした。本年度では、炭素-炭素二重結合以外の不飽和結合を有する有機・無機化合物の水素化反応に本電気化学的水素化システムが適用可能かどうかおよびPd薄板の水素化反応側に種々な遷移金属を担持することによる反応場三次元化の影響について検討した。本研究により得られた知見を総括すると以下のようになる。
1. 本電気化学的水素化反応システムを用いてジアゾ基を有する染料であるアマランスの水素化反応を行ったとき、赤紫色のアマランス溶液は脱色されることがわかった。しかも、脱色の原因は、ジアゾ基の水素化分解によるものであることが明らかになった。
2. 本電気化学的水素化反応システムを用いて炭素-酸素二重結合を有する二酸化炭素の還元反応を行ったとき、ギ酸が生成し、その速度はPd黒の担持量に依存して速くなることがわかった。しかも、Pd黒付きPd薄板電極にCuやRuを担持することにより、ギ酸だけでなくメタンも生成することが明らかになった。
3. PdあるいはPd黒付きPd薄板電極にPt、Au、Cu、Niなどの遷移金属を担持して三次元化すると、目的とする水素化反応の反応性が飛躍的に向上するだけでなく、担持金属の特性に依存すると考えられる反応選択性が発現することを見出した。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Effect of Pb Black Deposits on Successive Hydrogenation of 4-Methylstyrene with Active Hydrogen Passing through a Pb Sheet Electrode" J.Electrochem.Soc.145・1. 138-141 (1998)
• [文献書誌] Yasuki Yoshida: "Chemical Deposition of Foreign Metals on a Pb Sheet and Its Application to Successive Hydrogenation of 4-Methylstyrene" J.Electroanal.Chem.444・2. 203-207 (1998)
• [文献書誌] Chiaki Iwakura: "New Hydrogenation Systems of Unsaturated Organic Compunds Using Noble Metal-Deposited Palladium Sheet Electrodes with Three-Dimensional Structures" J.Mater.Res.13・4. 821-824 (1998)
• [文献書誌] Chiaki Iwakura: "Catalytic Reduction of Carbon Dioxide with Atomic Hydrogen Permeating through Palladized Pb Sheet Electrodes" J.Electroanal.Chem.459・1. 167-169 (1998)
• [文献書誌] Hiroshi Inoue: "Dehydrogenation System of Formic Acid Combined with Electrochemical Oxidation of Atomic Hydrogen Permeating through a Palladinized Pb Sheet Electrode" Electrochem.Solid-State Lett.2・2. 75-76 (1999)
• [文献書誌] Chiaki Iwakura: "Construction of New Dehydrogenation System Using a Two-Compartment Cell Separated by a Palladinized Pb Sheet Electrode" J.Electroanal.Chem.463・1. 116-118 (1999)