機能性ヒドリド材料へ向けた多次元合成

功能氢化物材料的多维合成

• 批准号: 20K21237
• 负责人: 小林 洋治
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21237/
• 关键词: メソポーラス材料; 水素化触媒; 還元チタニア; 水素化物; 触媒; メソポーラス; ナノ材料

本研究の目的は、様々な水素化物のナノ・メソ構造を制御することである。本研究に関して、申請者の異動までの研究期間は一年未満であったが、それにも関わらず一定の成果を上げることができた。特に力を入れたのが、高活性触媒でもある水素化合物BaTiO2.5H0.5、GdHOのメソポーラス化である。前者の材料では、様々なBa, Ti の前駆体を用いた合成を比較した結果、通常より高表面積のBaTiO3は生成できなかったが、BaドープTiO2のメソポーラス化には成功し、８倍程度表面積を増加させることができた。この後、水素化反応を施し、アンモニア合成触媒の活性を調べた結果、初期活性では22 mmol/g/hrという比較的高い活性が見られたのち、失活した。従来の還元TiO2は無活性であり、かつBaTiO2.5H0.5触媒では、3 mmol/g/hrという低い活性が持続する。本材料は両者の中間的な反応性を示しており、よって還元Ti種と水素化Ti種がどのような時に活性を示すのかを探るに適した材料系である。また、GdHOの前駆体であるメソポーラスに関しては、直径の30nm程度の中空Gd2O3粒子の集合体ができた。表面積は9m2/gと予想以上に低かったが、多孔質試料は形成できたので、さらなる条件最適化により、表面積が上がる可能性はある。この他にも、空気に対して安定な水素化材料を得るべく、Na内包シリカゲルに対して、水素化反応を施し、NaH内包シリカゲルの合成を試みた。Na内包シリカゲル自体は、還元反応性を有しながら、大気中では安定である。水素化処理後、NaH・シリカゲル複合体の合成は確認できた。内包の度合いや、大気に対する安定性に関しては、申請者の異動と本プロジェクトの中止により検討できなかった。しかし、新しい大学で研究を再開するにあたり、十分な予備的成果を上げることができた。

The purpose of this study is to study the structure and mechanism of hydration. The research period of this study is one year, and the applicant's change is one year. Special forces are introduced into the catalyst, and the high activity catalyst is used to prepare the aqueous compound BaTiO2.5H0.5 and GdHO. The former materials are used to synthesize Ba, Ti precursors. The results show that BaTiO3 with high surface area is usually synthesized successfully, and the surface area of Ba, TiO2 is increased by 8 times. After this, the hydration reaction was applied, and the activity of the synthesis catalyst was adjusted. The initial activity was 22 mmol/g/hr. The high activity was observed. BaTiO2.5H0.5 catalyst has low activity and no activity. 3 mmol/g/hr catalyst has low activity. This material is characterized by its intermediate reactivity, high reactivity, and high activity. The precursor of GdHO is an aggregate of hollow Gd2O3 particles with a diameter of about 30nm. Surface area: 9m2/g; porous sample: 9 m2; porous sample: 9 m2/g; porous sample: 9 m2; porous sample: 9 m2/g; porous sample: 9 m2; porous The synthesis of sodium hydroxide, sodium The inner package is self-contained, and the inner package is self-contained. After hydration treatment, the synthesis of NaH·HCl complex was confirmed. The stability of the package is related to the change of the applicant and the suspension of the application. The new university research is open again, and the results are ready.