格子内酸素により揮発性有機化合物の低温燃焼を可能にする新規な貴金属フリー触媒

一种新型不含贵金属的催化剂,可利用晶格内氧实现挥发性有机化合物的低温燃烧

基本信息

  • 批准号:
    21K04642
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

揮発性有機化合物(Volatile organic compounds; VOCs)は、ワックスやインク等の有機溶剤として広く使用されているが、人体や環境に有害な化合物でもある。本研究では、このようなVOCsをできる限り低温で燃焼できる貴金属フリー触媒の開発を目指している。本目的を達成するためには、大気中の酸素だけでは不十分と考えられることから、触媒の格子内酸素をVOCs酸化反応に関与させることが重要と考えられる。前年度の研究において、格子内に酸化物イオンの伝導経路を有するアパタイト型La10Si6O27が、格子内からの酸素供給によりトルエン燃焼活性を促進できることを明らかにしている。そこで2022年度は、このLa10Si6O27に着目した。このLa10Si6O27に、低価数でありかつ価数変化しやすいCo2+/3+を導入したLa10Si5CoO27-dを合成したところ、高い酸素貯蔵放出特性が得られ、この材料自体を、触媒として用いたところ、トルエンを310℃で完全燃焼できることを明らかにした。さらに、新しい助触媒として、ジルコニウム-スズ複合酸化物(ZrSnO4)に着目し、そこに低価数のSr2+を導入することにより酸化物イオン欠陥を形成させたところ、酸素貯蔵放出特性が向上することも明らかにした。これをPtとともにメソポーラスシリカに担持した結果、常圧80℃という温和な条件にもかかわらず、液相中のフェノールを99.7%除去できることも明らかにした。
Volatile organic compounds (VOCs) are harmful to the human body and the environment due to the use of organic solvents such as solvents. This study is aimed at limiting the combustion of VOCs at low temperatures and developing noble metal catalysts. This goal is achieved by increasing the amount of acid in the catalyst lattice. In the previous year's research, the combustion activity of the acid in the lattice was promoted. In 2022, La10Si6O27 was listed. La10Si6O27, low temperature, low temperature, high temperature, high In addition, the new promoter, Sr2 +, is introduced into the acid complex (ZrSnO4), and the acid storage and release characteristics are improved. The temperature of the liquid phase is 99.7%, and the temperature is 80℃.

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Catalytic Liquid-phase Oxidation of Phenol Using Novel Catalysts Based on Lanthanum Oxyfluoride
使用基于氟氧化镧的新型催化剂催化苯酚液相氧化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naoyoshi Nunotani;Zhuowei Li;Nobuhito Imanaka
  • 通讯作者:
    Nobuhito Imanaka
格子内酸素に着目した酸化触媒の創成
专注于晶格内氧的氧化催化剂的创建
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    布谷直義;森田一光;今中信人;布谷直義
  • 通讯作者:
    布谷直義
ジルコニウム-スズ複合酸化物系触媒によるp-クレゾールの液相酸化
锆锡复合氧化物催化剂对甲酚的液相氧化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    前田気悦;布谷直義;今中信人
  • 通讯作者:
    今中信人
Effect of oxide-ion conductivity of apatite-type Ln10Si6O27 on catalytic activity for toluene combustion
  • DOI:
    10.1080/21870764.2021.1992850
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    K. Matsuo;Naoyoshi Nunotani;N. Imanaka
  • 通讯作者:
    K. Matsuo;Naoyoshi Nunotani;N. Imanaka
Development of environmental catalysts for oxidation of organic compounds with a focus on lattice oxygen
以晶格氧为重点的有机化合物氧化环境催化剂的开发
  • DOI:
    10.2109/jcersj2.22069
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    松本憲志;佐藤良太;立津慶幸;寺西利治;Nunotani Naoyoshi
  • 通讯作者:
    Nunotani Naoyoshi
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  • 通讯作者:
    櫻井 英博

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