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2015 年度 実績報告書

複合金属ナノ粒子の形成とその触媒作用の系統的考察

研究課題

研究課題/領域番号 25820392
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

西村 俊  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (20610067)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードAuM型バイメタルナノ粒子触媒 / 電荷移動作用 / 幾何学構造作用 / 保護配位子 / 選択酸化反応
研究実績の概要

金を中心としたバイメタルナノ粒子の系統的な評価を目的に、ポリビニルピロリドン(PVP)を保護配位子として調製したAuMバイメタルナノ粒子(Au/M = 60/40モル比、M;Ir、Pt、Pd、Cu、Ag)を、層状粘土鉱物塩基性ハイドロタルサイト(HT)上に固定化したAuM-PVP/HT触媒を調製し、1-フェニルエタノールの酸化反応活性を比較した。AuIr、AuPt、AuCu、AuAgのバイメタル触媒活性は、粒径分布や局所構造よりも“電荷移動作用”と緩やかな関連が認められた。一方、AuPdバイメタル触媒は、電荷移動作用だけでは説明できないほどの高活性を発現し、電荷移動作用だけではなく幾何学構造の違いが高活性に寄与していることが予想された。
3種類の保護配位子N,N-ジメチルドデシルアミンN-オキシド(DDAO)、PVP、ポリビニルアルコール(PVA)を作用させて、AuPd-capping/HT触媒を調製し、1,6-ヘキサンジオール(HDO)の選択酸化反応による6-ヒドロキシカプロン酸(HCA)の選択合成を検討した。その結果、AuPd-DDAO/HT触媒がHCAへの高選択酸化反応に優れた触媒性能を発現できることが明らかとなった。DDAOを用いた場合、PVPやPVAの場合とは異なる幾何学構造・電荷移動作用が発現しており、バイメタルナノ粒子調製時に共存する保護剤の種類により、生成されるAuPdバイメタルナノ粒子触媒の幾何学・電荷特性が変化し、特異な触媒性能の発現に大きく寄与することが分かった。
その他、CoPd-DDAOバイメタルナノ粒子触媒による水素化反応、Ru-PVPナノ粒子触媒による還元的アミノ化反応についても、触媒調製法と触媒性能についても検討し、論文発表等により成果を報告できた。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 14件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Change in Reactivity of Differently Capped AuPd Bimetallic Nanoparticle Catalysts for Selective Oxidation of Aliphatic Diols to Hydroxycarboxylic Acids in Basic Aqueous Solution2016

    • 著者名/発表者名
      Jaya Tuteja, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 265 ページ: 231-239

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2015.09.034

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reductive Amination of Furfural toward Furfurylamine with Aqueous Ammonia under Hydrogen over Ru-supported Catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Kunihiko Mizuhori, Kohki Ebitani
    • 雑誌名

      Research on Chemical Intermediates

      巻: 42 ページ: 19-30

    • DOI

      10.1007/s11164-015-2334-5

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recent Advances in Heterogeneous Catalysis with Controlled Nano-structured Precious Monometals2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 未確定 ページ: 未確定

    • DOI

      10.1002/cctc.201600309

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preparation and Evaluation of Bimetallic Au Nano-Catalyst with Aerobic Oxidation of 1-Phenylethanol2015

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Takamasa Takahashi, Yusuke Yakita, Kohki Ebitani
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings

      巻: 1758 ページ: 373

    • DOI

      10.1557/opl.2015.373

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective Oxidation of 1,6-Hexanediol to 6-Hydroxycaproic acid over Reusable Hydrotalcite Supported AuPd Bimetallic Catalysts in Basic Aqueous Media using H2O2 as Green Oxidant2015

    • 著者名/発表者名
      Jaya Tuteja, Shun Nishimura, Hemant Choudhary, Kohki Ebitani
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 8 ページ: 1862-1866

    • DOI

      10.1002/cssc.201500255

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal Preparation of Robust Boehmite-Supported N,N-Dimethyldodecylamine N-Oxide-Capped CoPd Catalyst for Facile Utilization of Formic Acid as a Hydrogen Source2015

    • 著者名/発表者名
      Hemant Choudhary, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 7 ページ: 2361-2369

    • DOI

      10.1002/cctc.201500161

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Effect of Cr loading amount in the Cr/Mg-Al layered double hydroxide mediated one-pot transformation of xylose to furfural2016

    • 著者名/発表者名
      Mahiro Shirotori, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Environmental Catalysis
    • 発表場所
      Newcastle City Hall, Newcastle, Australia,
    • 年月日
      2016-07-10 – 2016-07-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of furan alcohols through the transfer hydrogenation of furfural with sodium phosphinate as a hydrogen source2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Takuma Shimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The International Symposium on Catalytic Conversions of Biomass
    • 発表場所
      NTUH International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-06-27 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Ru metal cluster catalyzed reductive amination of furfural toward furfurylamine in aqueous ammonia solution2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Kunihiko Mizuhori, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The International Symposium on Catalytic Conversions of Biomass
    • 発表場所
      NTUH International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-06-27 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between Catalytic activity and Surface structure of Cr supported Layered Double Hydroxide for One-pot transformation of Xylose into Furfurals2016

    • 著者名/発表者名
      Mahiro Shirotori, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      IISc-JAIST Joint Workshop on Functional Inorganic and Organic Materials
    • 発表場所
      JAIST, Nimi, Ishikawa, Japan
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Value-added Chemicals from Biomass-derived Materials using Heterogeneous Catalytic Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Kohki Ebitani, Jaya Tuteja, Hemant Choudhary, Pham Anh Son, Mahiro Shirotori, Shun Nishimura
    • 学会等名
      IISc-JAIST Joint Workshop on Functional Inorganic and Organic Materials
    • 発表場所
      JAIST, Nimi, Ishikawa, Japan
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, characterization, and catalytic applications of functionalized porous coordination polymers2015

    • 著者名/発表者名
      Hemant Choudhary, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai convention center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Sustainable catalytic conversions: Production of organic acids from inedible-biomass resources over heterogeneous catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Hemant Choudhary, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai convention center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] AuPd bimetallic nanoparticles catalyzed selective oxidation of biomass-based 1,6-hexanediol to 6-hydroxycaproic acid using H2O2 oxidant in basic aqueous solvent2015

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Jaya Tuteja, Hemant Choudhary, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawai convention center, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] α,ω-ジオールの選択酸化反応によるα-ヒドロキシカルボン酸の合成2015

    • 著者名/発表者名
      西村俊, Jaya Tuteja, Hemant Choudhary, 海老谷幸喜
    • 学会等名
      石油学会第45回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      ウインクあいち, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-11-05 – 2015-11-06
  • [学会発表] Effects of poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) capping agent during Cu(OAc)2 reduction in NaBH4/NaOH aqueous media2015

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The Irago Conference 2015
    • 発表場所
      Irago Sea-Park & Spa Hotel, Tahara, Aichi, Japan
    • 年月日
      2015-10-22 – 2015-10-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属担持多孔性配位高分子を用いたパラジウム触媒反応の高活性2015

    • 著者名/発表者名
      西村俊, Hemant Choudhary, 海老谷幸喜
    • 学会等名
      第116回触媒討論会
    • 発表場所
      三重大学、三重県津市
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] CuOx/MgO触媒の構造制御と糖類からの有機酸合成2015

    • 著者名/発表者名
      西村俊, Hemant Choudhary, 海老谷幸喜
    • 学会等名
      第116回触媒討論会
    • 発表場所
      三重大学、三重県津市
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] Capped Co-Promoted Pd/AlOOH Catalysts in Dehydrogenation of Formic Acid for Hydrogenation of Maleic Anhydride2015

    • 著者名/発表者名
      Hemant Choudhary, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The XII European Congress on Catalysis
    • 発表場所
      the new International Congress Centre in the Korston Hotel & Mall Kazan, Kazan, Russia
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-04
    • 国際学会
  • [学会発表] A Robust Palladium Species Grafted on Amino-functionalized Organozinc Coordination Polymer for Efficient Suzuki-Miyaura Coupling Reaction in Open Air2015

    • 著者名/発表者名
      Hemant Choudhary, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry and 4th JACI/GSC Symposium
    • 発表場所
      Hitotsubashi Hall, Hitotsubashi Univ. Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Furfurylamine from Furfural over Ru Nanoparticles Supported Hydroxyapatite Catalyst2015

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Kunihiko Mizuhori, Mahiro Shirotori, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The 15th Korea - Japan Symposium on Catalysis
    • 発表場所
      BEXCO, Busan, Korea
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Capping Agent on AuPd Bimetallic Catalysts for the Selective Oxidation of 1,6-Hexanediol2015

    • 著者名/発表者名
      Jaya Tuteja, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The 15th Korea - Japan Symposium on Catalysis
    • 発表場所
      BEXCO, Busan, Korea
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Bifunctional acid-base Cr-containing layered double hydroxides promoted one-pot transformation of xylose2015

    • 著者名/発表者名
      Mahiro Shirotori, Shun Nishimura, Kohki Ebitani
    • 学会等名
      The 15th Korea - Japan Symposium on Catalysis
    • 発表場所
      BEXCO, Busan, Korea
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [備考] 北陸先端科学技術大学院大学マテリアルサイエンス研究科 海老谷研究室Web

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/~ebitani/index.htm

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公開日: 2017-01-06  

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