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

基本信息

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

项目摘要

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。

该应用提出并实施了由球形空心二氧化硅支撑的Ni三明治型催化剂，目的是创建可以维持高活性的催化剂。我们今天要创建的催化剂是使用具有均匀形状的球形空心二氧化硅携带Ni颗粒，并具有高特异性表面积作为支撑，并合成由球形空心二氧化硅支持的NI催化剂。此外，在催化剂的顶部进行二氧化硅涂层，以通过夹心Ni颗粒获得所需的催化剂。在2021年的研究中，进行了几何结构控制，例如球形空心二氧化硅的粒径和壁厚，即载体，每个样品都支持Ni金属，以合成球形空心二氧化硅支持的Ni催化剂。目前，发现Ni携带在球形空心二氧化硅上，粒径较小，空心壁厚薄，并且具有Ni的样品在4-硝基苯酚的还原反应中高度活跃。在2022年的一项研究中，我们研究了NI进行优化的球形空心二氧化硅进行的pH值，并发现在基本条件下携带活性时，该活性得到了改善。此外，构建了一个可以测量反应过程中产生的氢气的气管装置，并创建了一个环境，该环境允许产生的氢数量通过同时反应进行。另一方面，我们试图将二氧化硅层涂在样品上，其中Ni在优化的球形空心二氧化硅上携带，但问题是NI在二氧化硅层中混合，需要进一步研究。此外，2023年的研究将继续寻找最佳条件，并进一步评估氢产生和催化剂的可持续性。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

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