球状中空体を利用したNiサンドイッチ型触媒の創製とその還元特性評価

球形空心体Ni夹层型催化剂的制备及其还原性能评价

• 批准号: 21K14665
• 负责人: 外山 直樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K14665/
• 关键词: 球状中空シリカ; 担持触媒; 還元反応; 球状中空体; 4-ニトロフェノール; 球状中空材料; 水質浄化

本申請では、高活性を維持できる触媒の創製を目指し、球状中空シリカ担持Niサンドイッチ型触媒を提案し、実施している。今回創製を目指す触媒は、均一な形状かつ高い比表面積を有する球状中空シリカを担体としてNi粒子を担持させ、球状中空シリカ担持Ni触媒を合成する。さらにその上からシリカコートすることによってNi粒子をサンドイッチ状に挟む方法で目的の触媒を得る。2021年度の研究において、担体である球状中空シリカの粒径や壁厚といった幾何学的な構造制御を行い、それぞれの試料にNi金属を担持させて球状中空シリカ担持Ni触媒の合成を行った。このとき、粒径が小さく中空壁厚が薄い球状中空シリカにNiを担持させた試料が4-ニトロフェノールの還元反応に対して高い活性を示すことを見出した。2022年度の研究では、最適化した球状中空シリカにNiを担持させるときのpHの検討を行い、塩基性下で担持させることで活性が向上することを見出した。さらに反応時に発生する水素を測定できるガスビュレット装置の構築は行い、同時反応で進行している水素発生量を評価できる環境を整えた。一方で最適化した球状中空シリカにNiを担持させた試料にさらにその上からシリカ層のコートを試みたが、シリカ層にNiが混在してしまう問題がありさらなる検討が必要である。また、2023年度の研究でも引き続き最適条件の探索を行い、さらに水素生成や触媒の持続性における評価を行う予定である。

The invention aims to create a catalyst with high activity and to propose and implement a spherical hollow supported Ni catalyst. The aim of this paper is to synthesize catalyst, uniform shape, high specific surface area, spherical hollow support, Ni particle support and spherical hollow support. The catalyst of the invention is obtained by the method of carrying Ni particles into the atmosphere. In 2021, the study was carried out on the structural control of Ni metal support and spherical hollow support Ni catalyst. The particle size is small, the hollow wall thickness is thin, the spherical hollow wall thickness is thin, the Ni is supported, and the sample is 4-D, the particle size is small, and the activity is high. The 2022 study was conducted to optimize the pH of the solution and to determine the activity of the solution. The water element production in the process of reaction shall be determined, and the water element production shall be evaluated simultaneously. In one aspect, optimization of the spherical hollow structure Ni support is necessary for the sample to be mixed with the upper and lower layers Ni. In 2023, the study was carried out to explore the optimal conditions for water production and catalyst sustainability.

项目成果

球状中空SiO2担持Ni触媒の調製条件がp-ニトロフェノールに及ぼす影響

球形空心SiO2负载Ni催化剂制备条件对对硝基苯酚的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takehiro ESAKI;Yosuke UENO;Hiroki UCHIYAMA;Yosuke MATSUKUMA, Hiroshi MACHIDA;相内優里，甲野裕之，藤田彩華;藤田彩華，加瀬由城，佐々木俊太，岸本亮太，甲野裕之;藤田彩華，木下七海，岸本亮太，甲野裕之，田島健次;川本克也;田島健次，松島得雄，小瀬亮太，藤田彩華，甲野裕之，安藤英紀，石田竜弘;佐藤温大,外山直樹,古川茂樹,照井教文
• 通讯作者: 佐藤温大,外山直樹,古川茂樹,照井教文

球状中空体を担体に用いたNi触媒の合成とその還元反応

以球形空心体为载体的Ni催化剂的合成及其还原反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoki Toyama;Haruto Sato;Norifumi Terui;Shigeki Furukawa;外山直樹,佐藤温大,照井教文,古川茂樹
• 通讯作者: 外山直樹,佐藤温大,照井教文,古川茂樹

Synthesis of SiO2 hollow spheres with various particle size supported Ni catalysts and their catalytic activity of p-nitrophenol

不同粒径负载Ni催化剂的SiO2空心球的合成及其对硝基苯酚的催化活性

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤温大;外山直樹;照井教文
• 通讯作者: 照井教文