2023 年度研究成果報告書

酸素欠陥サイトを足場とする異種アニオン導入による新規固体触媒の創成

研究課題

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研究課題/領域番号	22K18914
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関	東京工業大学
研究代表者	北野政明東京工業大学, 元素戦略MDX研究センター, 教授 (50470117)
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード	酸素欠陥 / ナトリウムナフタレニド / 異種アニオン導入
研究成果の概要	強力な還元剤であるナトリウムナフタレニドを利用した液層還元法により二酸化チタンなど様々な金属酸化物をナトリウムナフタレニドで処理することで酸素欠陥導入を試みた。TiO2やCeO2などに酸素欠陥が導入でき、それを足場とすることでリン酸基を未処理の酸化物と比較して10倍程度高密度に固定できた。このような材料を触媒として用い、キシロースからフルフラールへの変換反応を行ったところ、通常のリン酸担持酸化チタンよりも高い選択性でフルフラールが得られ、導入したリン酸基量が多い触媒ほど高選択的にフルフラールを合成できることが明らかとなった。
自由記述の分野	触媒化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究により、触媒材料の比表面積を損なうことなく安定な酸化物材料の表面に高密度に異種アニオンを導入する手法を示した。本研究では、主にリン酸基を固定化した酸化チタンを触媒としフルフラールを合成する反応に適応したが、導入するアニオンの種類や酸化物材料を変えることによりその他様々な触媒反応にも適応できると期待できる。