2019 年度研究成果報告書

貴金属ナノクラスター触媒の示すソフトルイス酸性に関する構造活性相関の理論的研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05752
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	物理化学
研究機関	大阪大学
研究代表者	奥村光隆大阪大学, 理学研究科, 教授 (40356712)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	ソフトルイス酸的触媒活性 / 量子化学 / 触媒化学 / 異性化反応 / 反応機構 / ヘテロ接合
研究成果の概要	貴金属クラスターおよび貴金属担持クラスター触媒のソフトルイス酸的触媒活性の発現機構を理論的に検討した。孤立クラスターを用いた3,4-DABEの異性化反応に関してクラスターサイズと電荷を変化させて検討を行ったところ中性クラスターよりも正電荷を帯びたクラスターの方が一般的に触媒反応の活性化障壁が低下することが明らかとなった。特に吸着サイトとなる金属原子の有する正電荷の大きさが大きくなると活性化障壁が低下するという明確な相関があることが理論計算から明らかとなった。またクラスターが酸化物に担持された場合には界面貴金属原子サイトでの活性化障壁が中性状態であっても比較的低くなることが示された。
自由記述の分野	量子化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	触媒化学における貴金属と金属酸化物などの間のヘテロ接合効果は大変興味深い題材であるとともに、この現象を解明することは触媒化学分野における触媒機能発現機構解明に大変大きな示唆を与えるものである。そこで、我々は従来の均一触媒では数多く報告されていたソフトルイス酸的な触媒活性が、なぜ担持触媒ではあまり報告されてこなかったかとソフトルイス酸的触媒活性の発現機構を理論的に明確にした。このことは、貴金属のヘテロ接合界面に対する一般的な概念構築に重要な示唆を与えるものであった。