研究課題
基盤研究(C)
様々な遷移金属化合物クラスターの気相反応研究を行い、メタン分子のC-H結合活性化について調べた。タングステンクラスターはメタンに対してほぼ不活性であるが、炭素、窒素、酸素を添加することでメタンの活性化能が劇的に向上することが明らかとなった。また、イリジウムおよび白金の酸化物クラスターでもメタンの活性化が進行し、脱水素反応がみられた。さらに白金の2量体と3量体ではメタン酸化反応が起きていることが示唆された。
クラスター科学
メタンの活性化はその強固なC-H結合のために難しく、純金属および金属化合物(炭化物、窒化物、酸化物)クラスターによる報告例はほとんどなかった。本研究ではタングステン化合物や白金酸化物など高い反応性をもつクラスターが発見されており、クラスターの特異的な性質を示す重要な知見を得ることができた。また、触媒の活性中心のモデルと考えられる気相クラスターの反応性を明らかにすることは触媒作用の基礎原理を解明する上でも意義があり、得られたクラスターの特徴を基盤とした革新的な触媒の開発へとつながる可能性がある。