超臨界流体法による多孔性配位高分子－ナノ粒子複合体の創製とその工業的利用技術開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06850
• 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: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 久留米工業高等専門学校
• 研究代表者: 松山 清 久留米工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (40299540)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 超臨界流体 / 多孔性配位高分子 / 金属有機構造体 / ナノ粒子 / バイメタルナノ粒子

研究成果の概要

超臨界含浸法を用いて、多孔性配位高分子MIL-101(Cr)のメソ孔へ貴金属ナノ粒子を固定化し、その触媒活性等について評価した。超臨界含浸法を用い、酢酸パラジウムを前駆体とすることで、触媒活性の高いPdナノ粒子をMIL-101(Cr)のメソ孔内に固定化することができた。さらに触媒活性の高いナノ粒子の固定化技術を提案するために、Pd-Ruバイメタルナノ粒子の固定化についても検討した。MIL-101(Cr)に固定化されたPd-Ruバイメタルナノ粒子は、多孔質シリカに比べて高い活性を有することもわかった。

自由記述の分野

反応工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提案した超臨界含浸技術を用いる多孔質材料のメソ孔を反応場とするナノ粒子の合成技術は、規則正しい細孔構造を有する多孔性配位高分子（PCP）/金属有機構造体（MOF）への応用が可能であり、PCP/MOFの新たな利用方法を開拓できる可能性を秘めている。実際にPd-Ru複合ナノ粒子を固定化したMIL-101(Cr)は、COの酸化反応に対して、100℃程度での比較的低温においてCOの除去を達成できることができ（PdやRuのみでは200℃）、さらなる高活性を有する複合粒子の合成技術の可能性を有することから、その工業材料への応用が期待できる。