アルコールを水素源としたフルフラールの選択的水素化に対する高機能触媒の開発

醇为氢源糠醛选择性加氢高性能催化剂的研制

基本信息

批准号：
19J14981
负责人：
宮崎雅義
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14981/
关键词：
金属間化合物ガルバニック置換法触媒的水素移動反応

项目摘要

Pd系金属間化合物に対してガルバニック置換法を適用することにより、他種金属による表面修飾を行った。調製した触媒を用いた触媒的水素移動反応（CTH）について検討したところ、シリカ担持Pd5Ga3金属間化合物に対して表面修飾した触媒は元の金属間化合物とは異なる触媒特性を示した。特にFeによって修飾したPd5Ga3はメチルシクロヘキサンを水素源として用いたニトロスチレンの水素化において、高いビニル基選択性および活性を示し、置換前の金属間化合物よりもエチルニトロベンゼン収率が向上した。また、触媒調製法の影響を検討するため、この触媒と同等の組成を持つ合金触媒を共含浸法によって調製し、触媒特性の比較を行った。その結果、ガルバニック置換法によって調製した触媒は合金よりも顕著に高い触媒活性を示し、Fe修飾Pd5Ga3の触媒特性は表面構造に起因することが明らかになった。また、調製した触媒は置換前後で粒子の形状および内部構造が維持されており、さらに、触媒表面上に吸着したCOのIR測定を行ったところ、Feを用いて表面修飾することによって、Pdの表面配列が異なることが明らかになった。すなわち、Feの表面修飾によって表面のPdブリッジサイト数が増加し、リニアサイト数が減少した。また、置換前と比較してPdの電子密度が増加することが明らかになった。よって、これらの表面構造および電子状態の変化によってFe置換によってPd5Ga3の触媒特性が向上したと考えられる。

通过将电力替换方法应用于PD金属间化合物，对表面修饰进行。当研究了使用制备的催化剂的催化氢转移反应（CTH）时，针对二氧化硅支持的PD5GA3金属层间化合物修饰的催化剂表面表现出与原始金属间化合物的不同催化性能。特别地，用Fe修饰的PD5GA3显示出乙烯基的选择性高和使用甲基环己烷作为氢源的硝基苯乙烯的氢化性和活性，而改善了乙基硝基苯的产量，而乙基硝基苯的产量比替代前的金属间化合物的产量提高。此外，为了研究催化剂制备方法的效果，通过共重染料方法制备具有与该催化剂的成分相等的合金催化剂，并比较了催化剂特性。结果，通过电力替代方法制备的催化剂表现出比合金更高的催化活性，并且发现Fe修饰的PD5GA3的催化特性归因于表面结构。此外，制备的催化剂保留了替换前后的颗粒形状和内部结构，当执行吸附在催化剂表面上的IR测量的IR测量值时，揭示了表面修饰对PD的不同表面排列使用Fe进行。也就是说，FE的表面修饰增加了表面上的PD桥位点的数量，线性位点的数量减少。还表明，与替换之前相比，PD的电子密度增加。因此，人们认为，由于表面结构和电子状态的变化，PD5GA3的催化特性已通过FE取代得到改善。