|
本研究では、できる限り温和な条件で気相中または液相中での有害有機物の無害化、さらには有用有機化合物への変換を実現できる高活性触媒の創成を目的としている。このような高活性触媒を実現するためには、触媒周囲に存在する酸素だけでは不十分であることから、格子内部から酸素を容易に放出できる固体材料を助触媒として用いる。助触媒内部から、白金等の酸化活性種に酸素種を供給する際には、固体内の酸化物イオン伝導および酸化還元（電子伝導）が関与していると考えられることから、これらの観点から新規触媒の設計および創成を行う。
2021年度は、近年バイオディーゼルの普及に伴い供給過剰となっているグリセリンを高付加価値の化合物へと変換させるため、これまでの研究で高い酸素貯蔵放出特性が得られているCeO2-ZrO2-Fe2O3を助触媒とし、PtとともにメソポーラスシリカSBA-16に担持したPt/CeO2-ZrO2-Fe2O3/SBA-16を創製した。その結果、常圧30℃でグリセリンをグリセリン酸へと収率68.2%で変換できることがわかった。また、Fe2+/3+の代わりに、Bi3+およびPb2+/4+を導入したPt/CeO2-ZrO2-Bi2O3-PbO/SBA-16においては、グリセリンからヒドロキシピルビン酸を生成（収率24.6%）できることも見出した。
さらに、格子内に酸化物イオン伝導経路を有するアパタイト型希土類ケイ酸塩R10Si6O27（R:希土類）について比較を行ったところ、酸化物イオン伝導性の向上に伴い、酸素貯蔵放出特性も増大し、これによりPt/R10Si6O27におけるトルエン燃焼活性も向上することを明らかにした。
また、LaOFにBi3+を導入したLa1-xBixOFを助触媒とした結果、Pt/La0.95Bi0.05OF/SBA-16が常圧80℃でフェノールを97％浄化できることを見出した。
|
