東京科学大学 物質理工学院 応用化学系

(1) 金属超微粒子内包型ゼオライト(Birdcage型ゼオライト)触媒の開発

ゼオライトは1 nm(1 nm=10^-9 m)以下の細孔を有する結晶性の多孔質材料です。このゼオライト結晶によって、粒子サイズが数ナノメートルの金属超微粒子を被覆した、金属超微粒子内包バードケージ型触媒の開発を行っています。
この構造では、金属微粒子がゼオライト結晶内に固定されるため、高い触媒活性と優れた熱安定性が期待されます。

・二酸化炭素の有効利用と水素製造
  [関連論文]
  Chem. Eng. J., 377 (2019) 120203.
・C₂～C₄低級オレフィン合成，芳香族類合成
  [関連論文]
  Catal. Today, 375(2021) 360-368.

(2) 高密度炭素担持金属触媒を用いた水素化・脱水素化反応

炭素担体は副反応を引き起こすような活性点がないため目的の反応を選択的に行うことができると期待されています。しかし、炭素担体に金属を担持した場合、金属粒子が大きくなり触媒の活性が低下するといった問題があります。
それに対し、金属イオン（Pt，Ni，etc）を担持したイオン交換樹脂を前駆体に用い、直径が１～3 nm（1 nm＝10^-9 m）の金属超微粒子が多孔質炭素に固定化された触媒の開発を行っています。

・高効率水素製造
  [関連論文]
  Chem. Eng. J., 377 (2019) 120276.
  J. Chem. Eng. Jpn., 52(5) (2019) 423-429.
・バイオマス変換
  [関連論文]
  Appl. Catal. A: Gen., 619 (2021) 118152.

(3) 反応速度解析に基づく金属酸化物複合触媒の触媒構造・機能評価

 オレフィン類の部分酸化反応は石油化学プロセスにおいて非常に重要な反応のひとつです。
部分酸化反応に高活性を示すCo, Bi, Moから構成される複合酸化物触媒に対し、反応速度解析から触媒構造と活性の関係を明らかにすることで、より高性能な触媒構造と調製法の開発を行っています。