分子状酸素による高選択的分子変換のためのソフトルイス酸性担持金触媒の開発

开发软路易斯酸性负载金催化剂，用于利用分子氧进行高选择性分子转化

• 批准号: 21K05143
• 负责人: 竹歳 絢子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yokohama National 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-21K05143/
• 关键词: 触媒; 金クラスター; 金ナノ粒子; 酸素酸化; マイクロ波

本研究では高難度反応のひとつである芳香族炭化水素の直接官能基化が可能となる新しい金触媒の開発を目的としている。金のクラスター化や担体との強い相互作用（SMSI）の形成で増える金表面のδ＋サイトによる触媒特性の発現をねらう。ハイドロキシアパタイト（HAP）を担体とすると、他の還元性酸化物担持触媒と異なり、酸素雰囲気下で担体による金粒子の被覆、水素雰囲気下で担体層の後退が可逆的に起こる。この酸素雰囲気下で生じたSMSIにより金表面のδ＋性が増大することが知られている。今回、HAPのカチオン（Ca2+をSr2+に、さらに一部CeやMgに）やアニオン（PO４3-をVO43-に、OH-をF-に）を置換したHAPに金ナノ粒子を担持したAu/置換HAPでも、酸素雰囲気下でSMSIが生じ、δ＋性が増大することで、アルケンの異性化の触媒活性が向上することを報告した。5回の再利用実験後もSMSI構造が維持されていることを確認した。また、オクタナールの酸化的エステル化によるオクタン酸エチルの合成においても、いずれの置換HAPでもSMSIを有する触媒の方が高い活性を示した。SMSIによる被覆層の厚さは置換HAPの種類や熱処理温度、時間によって変化した。500 °Cで空気焼成すると金表面が完全に被覆されるが、Sr置換HAPなどでは被覆層の厚さの平均は1 nmを超えなかった。一方、無置換HAPでは同じ処理を行うと、金表面を被覆しているHAP層が1 nmを超え、触媒活性が大幅に低下したことから、HAP層の厚さが触媒活性に大きく影響することが明らかになった。

In this study, the direct functionalization of aromatic hydrocarbons was studied, and the development of new gold catalysts was discussed. The formation of strong medium interaction (SMSI) of gold surface and the development of catalytic properties of gold surface The coating of gold particles on the support layer and the reversible initiation of the support layer under the condition of hydrogen peroxide are discussed. The δ+ property of the gold surface increases due to the formation of SMSI under the condition of acid. In this paper, HAP is replaced by HAP (Ca2 +, Sr2 +, Ce2 +, Mg2 +), HAP (PO43-, VO43-, OH-, F-), HAP is supported by Au/HAP, HAP is supported by HAP, SMSI is generated, δ+ is increased, HAP is heterogenized, and catalyst activity is increased. 5. The SMSI structure is maintained after reuse. High activity of the catalyst was demonstrated in the synthesis of HAP and SMSI. The thickness of SMSI coating layer is changed by the type of HAP and the temperature and time of heat treatment. 500 °C, the gold surface is completely coated with Sr, and the coating thickness is 1 nm. One side, no replacement HAP, the same treatment, gold surface coating, HAP layer 1 nm, catalyst activity is greatly reduced, HAP layer thickness, catalyst activity is greatly affected.

项目成果

Effect of Covering Au Surface by Thin Layer of Hydroxyapatite on Alkene Isomerization

羟基磷灰石薄层覆盖金表面对烯烃异构化的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Ishida;A. Nakayama;Y. Gangarajula;A. Taketoshi;T. Murayama;T. Honma;N. Sakaguchi;T. Shimada;S. Takagi;M. Haruta;B. Qiao;J. Wang,
• 通讯作者: J. Wang,

ハイドロキシアパタイト担持貴金属触媒における強い金属―担体相互作用(SMSI)の効果

强金属-载体相互作用（SMSI）对羟基磷灰石负载贵金属催化剂的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中山晶皓;袖永竜生;Yuvaraj Gangarajura;竹歳絢子;村山 徹;本間徹生;坂口紀史;嶋田哲也;高木慎介;春田正毅;Botao Qiao;Junhu Wang;石田玉青
• 通讯作者: 石田玉青

Effect of Strong Metal-Support Interaction (SMSI) on Gold/Substituted-Hydroxyapatites for Oxidative Esterification of Aliphatic Aldehydes

金/取代羟基磷灰石的强金属支撑相互作用 (SMSI) 对脂肪醛氧化酯化的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Ayako Taketoshi;Yuvaraj Gangarajula;Ryusei Sodenaga;Akihiro Nakayama;Norihito Sakaguchi;Toru Murayama;Masatake Haruta;Botao Qiao;Junhu Wang;Tamao Ishida
• 通讯作者: Tamao Ishida

銅担持酸化バナジウム触媒による長鎖不飽和脂肪酸エステルのトランスエステル化反応

铜负载氧化钒催化剂的长链不饱和脂肪酸酯的酯交换反应

• 发表时间: 2021
• 作者: Sudhakaran Swetha;竹歳 絢子;村山 徹;野村 琴広
• 通讯作者: 野村 琴広

強い金属―担体相互作用（SMSI）を利用した触媒の高活性化―置換ハイドロキシアパタイト担持金触媒によるアルケンの異性化反応―

利用强金属-载体相互作用 (SMSI) 实现催化剂的高度活化 - 使用取代羟基磷灰石负载的金催化剂进行烯烃异构化反应 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 桑原泰隆;Zaza Hazrina Hashim;山下弘巳;中山晶皓，袖永竜生，GANGARAJULA Yuvaraj，竹歳絢子，村山徹，本間徹生，坂口紀史，嶋田哲也，高木慎介，春田正毅，QIAO Botao，WANG Junhu，石田玉青
• 通讯作者: 中山晶皓，袖永竜生，GANGARAJULA Yuvaraj，竹歳絢子，村山徹，本間徹生，坂口紀史，嶋田哲也，高木慎介，春田正毅，QIAO Botao，WANG Junhu，石田玉青