合金クラスター触媒による直接的C-H官能基化反応の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14482
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 合成化学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 高橋 正樹 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (60754330)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 触媒 / 酸化反応 / ナノ粒子 / 金属クラスター / デンドリマー / 白金 / 金 / 銅

研究成果の概要

パラジウムや白金、金といった金属の合金ナノ粒子は酸化反応に広く用いられており、その金属間界面で高い触媒活性が得られるとの報告がある。しかし、1nmといった非常に小さなサイズの合金クラスターの触媒活性は明らかになっていなかった。今回、研究代表者はサイズの精密に制御された合金クラスターの合成に成功し、白金や金、銅といった複数の金属から成る合金クラスターが炭化水素化合物の空気酸化反応において非常に高い触媒活性を示すことを見出した。

自由記述の分野

有機化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

自動車の排ガスの無毒化や医薬品の原料となる化合物の合成など、貴金属のナノ粒子は触媒として広く利用されているが、貴金属は需給が不安定という問題がある。そのため、このような資源の問題を解決した新たな材料の開発、発見が求められている。その一つのアプローチとして合金化による触媒性能の向上と貴金属使用量の低減がある。本研究では今まで作るのが困難であり、性質が不明であった１nm程度の小さなサイズの合金ナノ粒子の高い触媒機能を明らかにした。この研究成果には、触媒化学等の分野への波及効果だけでなく、資源問題の解決への可能性を示す社会的意義がある。