全無機細孔構造結晶の金属酸化物合成展開による新触媒機能創出
【研究キーワード】
結晶性複合酸化物 / 細孔性結晶 / 固体触媒 / ミクロ孔吸着 / 小分子反応 / 構造設計 / 計算化学 / 金属酸化物 / 無機合成 / 小分子活性化触媒 / 小分子 / 触媒化学 / 固体物質化学 / 物質合成化学 / 結晶構造 / 細孔構造
【研究成果の概要】
新しい無機固体結晶を固体触媒化学の機能の視点からデザインし、無機合成化学的に結晶固体を生み出す方法論を開発し、実際に触媒機能発現の上で最も適切な構造である細孔性ユニットネットワーク型結晶を様々に合成し、同時にその著しい触媒機能を明確にした。具体的には、複数の元素からなる複合金属酸化物触媒を対象にし、触媒機能として必要な酸化還元性質、酸－塩基性質、選択吸着性質などの多元的触媒性質とそれぞれが効果的に協調できる元素の規則正しい空間配列を無機合成化学的に実現した。これにより従来の固体触媒を凌駕する性能を導き、また既存の工業触媒の根源を明らかにすることができた。
【研究の社会的意義】
本研究により、結晶構造をベースに金属元素が元素の特徴に基づき構造位置選択的に配置され、触媒機能を発揮する部分構造が形成され、これが効果的に触媒機能を発現、向上をもたらす現実が検証され、同時に触媒の母体である結晶構造の持つ重要性を改めて認識させるに至った。また、このような効果は単純な結晶構造体では期待できず、本研究の主題であるユニットネットワーク固体構造の持つ構造多様性が可能にしていることを強調する。現代社会が望んでいるより高機能な触媒の実現を速やかに可能にするため、本研究で生まれた新しいユニットネットワーク固体の登場を促す方法論は極めて重要であり、さらなる進展が期待される。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 定金 正洋 | 広島大学 | 先進理工系科学研究科(工) | 教授 | (Kakenデータベース) |
| 鎌田 慶吾 | 東京工業大学 | 科学技術創成研究院 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
|
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【配分額】41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)