| 研究実績の概要 |
これまでTi8O8(OH)4クラスターとテレフタル酸リンカーからなる層同士をCu2(OH)6が繋いだ構造を持つ新規の有機無機複合体触媒(BMOF1)の開発に成功し、この触媒が323 Kでの水素中のCO選択酸化(PROX)反応において高い活性と選択率を示すことを明らかにした。金属酸化物ベースの従来触媒であるCuO/CeO2と比較した時のBMOF1の優位性を明らかにするために、より実践的な条件である流通下でのCO PROX反応により活性を比較したところ、反応開始24時間でのCO転換率はBMOFで76%, CuO/CeO2で28%とBMOFがCuO/CeO2の2.7倍の転換率を示し、有意に高活性であることが示された。また、選択率もBMOFが98%, CuO/CeO2が96%とより選択的にCOを酸化できる優れた触媒であることが示された.
また、X線回折(XRD)から合成されたBMOF1に別の結晶相がわずかに含まれていることが明らかであったため、この結晶相を選択的に形成させる方法を探索し、その構造及び活性を調べた。
合成方法としては、Cuを含浸させたMIL125を従来573-613 Kで焼成してBMOFを得ていたのに対し、より低温(473-493 K)で長時間(1-5 days)焼成することでもう一つの結晶相(BMOF2)を選択的に得ることに成功した。
XRD解析及びフーリエ変換赤外分光(FTIR)の結果、BMOF2は、Ti8O8(OH)4クラスターとテレフタル酸から成る層同士を繋ぐリンカーとして働いていたCu2(OH)6がCO2と反応し、炭酸塩となることでBMOFの積層構造が剥離された状態であることが推察された。
BMOF2のCO PROX活性を同様に流通系下で調べたところ24時間目でCO転換率が70%、選択率が98%とBMOF1の92%の活性を示し、Ti8O8(OH)4-テレフタル層の積層の程度が活性に大きく関わらないことが推察された。
|
