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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：
布谷直義
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04642/
关键词：
環境触媒貴金属フリー揮発性有機化合物酸化触媒

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℃.