| 研究課題/領域番号 |
24350069
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山田 裕介 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30358270)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ナノ粒子 / 階層的複合化 / コアシェル構造 / 触媒反応 |
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| 研究概要 |
本研究では、ナノ粒子触媒を階層化して用いることで、エネルギー・環境問題の解決に重要な固体触媒の合理的な調製手法を提案し実証することを目的としている。これまで固体触媒は、主に触媒担体上に複数の触媒活性成分を担持する手法で高機能化されてきた。しかし、この方法では、それぞれの活性成分が意図しない反応中間体と反応したり、お互いが電子的な影響を及ぼしあったりすることで期待した触媒活性が得られないことも多い。そこで、金属または金属酸化物ナノ粒子を階層化したコア-シェル構造またはLB膜を積層させた複合化構造を作ることで、反応中間体を任意の順序で任意の活性点に接触させられる触媒調製手法を開発し、水素発生光触媒系の高機能化や新しい水素化触媒などの開発を行う。このような階層化構造を構築するためには、まず、多孔性の金属酸化物に触媒活性成分を固定化する必要がある。本年度は、多孔性シリカ（アルミナ）ナノ粒子上に光触媒反応系において光触媒となる有機分子と種々の金属触媒あるいは錯体触媒を同時に固定化し、その触媒としての利用を検討した。具体的には、メソ多孔性シリカアルミナナノ粒子にカチオン性の有機光触媒を担持し、アニオン性の白金前駆体とシュウ酸の存在下で光照射を行ったところ、有機光触媒の近傍に白金粒子を析出させることに成功した。含浸担持により白金を担持した場合に比べ、極微量の白金を用いるだけで水素発生が可能となった。また、シリカナノ粒子も調製し、その表面に有機光触媒を担持する手法の検討も開始している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
メソ多孔性ナノ粒子の細孔内で有機光触媒と水素発生触媒という異なる機能を持つ二つの触媒の複合化手法の開発に成功した。今後、これらの手法をさらに発展させ、より高度あるいは複雑な機能を持つ触媒系の開発を行っていくことが可能になった。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までのところ、合理的な複合化手法の開発は順調に進んでいる。今後、階層化構造を得るための触媒調製手法の開発を行っていくことで、ナノレベルでの階層化構造の重要性を実証する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
触媒反応生成物の分析のために、マイクロガスクロマトグラフを購入する予定であったが、現在、研究室で所有している他プロジェクトで使用している通常のガスクロマトグラフを借用できることがわかったため、購入を見送った。
現在は、他プロジェクト用に購入したガスクロマトグラフを使用しているが、本プロジェクトに専用で使えるガスクロマトグラフを購入する予定である。
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