| 研究課題/領域番号 |
26420786
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
亀川 孝 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (50525136)
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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 | 三次元階層構造 / ナノ空間材料 / 無機多孔性材料 / メソ細孔 / マクロ細孔 / 金属担持触媒 / ナノ触媒 / 環境浄化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、三次元階層的なナノ空間構造と形態を精密設計した無機多孔性材料の機能を巧みに活かした触媒・光触媒材料の創出と環境浄化反応への応用に取り組んでいる。本年度は、粉末中では単に何もない領域にあたるマクロおよびメソスケールの規則的な空間構造を併せ持つ無機多孔性材料の金属触媒の担体としての応用を進めた。また、空間機能を探索するため有機分子との相互作用についても評価した。具体的には以下の項目を段階的に行った。(1) 三次元階層構造を有する多孔性シリカを中心に、他の無機酸化物の利用も含め、金属ナノ粒子の高機能な担体材料としての利用を進めた。無機酸化物の前駆体溶液の組成や、マクロおよびメソスケールの規則的な空間構造の構築に用いる鋳型材料(界面活性剤と球状高分子微粒子集合体)の最適化を行った。ニッケル、パラジウム、白金の担持量に対する粒子サイズや、担体材料のナノ空間構造の差異が生成する各金属粒子のサイズ分布に及ぼす影響について系統的に評価した。(2) 固定化した金属粒子が触媒活性を示す種々の反応をモデルとして、機能・特性の差異を検討した。両スケールの細孔構造を併せ持つ無機多孔性材料が担体として優れた性質を有し、比較的高い活性を示す金属担持触媒を調製することができた。(3) 無機多孔性材料のナノ空間構造の差異が、液相や気相に存在する有機分子の吸着に大きく影響することを見いだした。サイズや極性の異なる有機分子を用いた系統的な評価を実施した。来年度も引き続き、反応の舞台となる三次元階層的なナノ空間の構造と機能に立脚した触媒・光触媒材料の開発に努める。
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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
本申請課題を検討する中で、触媒・光触媒材料の設計における無機多孔性材料中の三次元階層的なナノ空間構造のユニークな機能・特性が明らかになりつつある。本年度は、金属触媒の担体としての応用を中心に研究を進め、担体としての有効性を示した。また、ナノ空間構造の差異が、液相や気相に存在する有機分子の吸着に大きく影響することを明らかにし、従来よりも高性能な触媒・光触媒材料の設計のための指針を得ることができた。当初の目標に向けて概ね順調に、研究が進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究より得られた知見をもとに、三次元階層的なナノ空間構造を有する無機多孔性材料を用いる触媒・光触媒材料の開発に継続して取り組む。特に、環境浄化をターゲットとする反応系への適用を進める。また、光エネルギーの有効利用を通した環境保全(水処理、空気浄化)が可能な光触媒材料としての応用を進め、機能・特性の評価を実施する。
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