| 研究課題/領域番号 |
26390031
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
本山 幸弘 豊田工業大学, 工学部, 教授 (20283492)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 炭素ナノ繊維 / 金属ナノ粒子 / 窒素ドープ / 水素化反応 / 活性炭 |
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| 研究実績の概要 |
金属粒子担持炭素材料は，有機合成用触媒，電極材料や水素センサ等のデバイスとして実用化の領域に達しているが，次世代の基盤技術とするためには金属粒子と炭素材料双方の精密な構造制御法を確立する必要がある．特に有機合成用触媒は，容易な回収・再使用や稀少資源の有効利用といった元素戦略の観点から，現代の環境調和型製造プロセスを開発する「鍵」となっている．本研究では，電子構造制御を基盤とした次世代ナノ炭素材料の合成法を確立し，分析化学と精密有機合成化学の両面から炭素材料の表面ナノ構造と触媒機能の相関を解明する基礎科学研究，および実践的なもの創りを達成しうる高機能を有した不均一系担持触媒を開発する応用研究を平行して推進すると共に，新たな担持型金属ナノ粒子触媒の設計指針を提供することを目的としている．
平成26年度では，炭素材料として窒素ドープ型炭素材料としてヘリングボーン型炭素ナノ繊維(N-CNF-H)，ナノ炭素との比較である窒素ドープを施した活性炭(N-AC)，ならびにN-AC表面の酸素官能基を水素雰囲気下で処理して酸素含有量を低減したH2-N-ACの量的確保とその構造解析，反応面では様々な金属種を用いて水素化反応における触媒活性と官能基選択性，さらに新規な反応開発を設定した．
炭素材料合成では，上記の目的とするサンプルを窒素含有量が4-5％, 9-10％のものを数g確保することに成功した．
反応面では，Pd担持N-CNF-Hが芳香族ケトンの水素化によるアルコール合成において高い官能基選択性を示すこと，また活性炭担持Pd触媒がヒドロシランを用いたカルボン酸誘導体の還元に比較的高い触媒活性を示すことを見出した（現在，論文作成中）．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成26年度は申請者が本学へ赴任して２年目であり，学部４年生２名，修士１年生が１名しか学生がおらず，機器分析や合成手法を教育するのに思いのほか時間を要してしまった．平成26年度途中からPD（大学負担）を採用し，昨年夏以降から研究のペースが上がるようになった．現在は平成26年度見出した新規な２つの反応を論文にまとめている所であり，多少遅れていると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
触媒調整においては，平成26年度で合成した種々の炭素材料への各金属種の担持・構造解析を行い，触媒のライブラリ化を着実に進める．
反応面では，芳香環の水素化(Ru, Pt)，芳香族ケトンの水素化(Pd)，カルボニル誘導体のヒドロシランおよび水素を用いた還元反応(Pd)に焦点を絞って行う．
平成27年度は学部４年生４名，修士１年生２名，修士２年生１名とPD１名の陣容になるため，各テーマに分担して組織的に研究を遂行していく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予算の執行額は，おおむね予定通りである．
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成26年度の残額は端数であるため，平成27年度は当初の予定通り執行していく．
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