無機多孔体と金属クラスターからなる新規な複合機能を有する触媒反応場の開発

开发由无机多孔材料和金属簇组成的具有新型复合功能的催化反应位点

• 批准号: 09750856
• 负责人: 海老谷 幸喜
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750856/
• 关键词: 無機多孔体; ハイドロタルサイト; 金属クラスター; 選択的酸化反応; 触媒反応場

本研究は、無機多孔体の表面特性を利用して金属クラスターや金属イオンを表面に固定化し、新規な機能を有する触媒反応場の開発を目的とした。平成10年度の研究では、アニオン性粘土土鉱物であるハイドロタルサイトの基本層に金属イオンや金属ポルフィリン錯体を固定化し、アルコール類の酸化反応やオレフィン類のエポキシ化反応に対する触媒特性を検討した。さらに、酸化チタンなどの金属酸化物の表面にパラジウム巨大クラスターを固定化し、アルコール類の酸化反応を行った。1、ハイドロタルサイト(HT)を調製する際に目的とする金属イオンを混合することにより、マグネシウムとアルミニウムから構成されるHTの基本層に第3成分が固定化される。この様に調製したルテニウム含有HTは、分子状酸素を酸化剤とする各種アルコール類の酸化反応に良い不均一系触媒であることを見出した。さらに、Pu-HTの同一層内にコバルトやマンガンを共存させると、触媒活性が著しく向上し、芳香族炭化水素のC-H結合酸化反応にも優れた触媒作用を示すことも見出された。この時、CoとRuイオンとの酸化還元的相互作用によってRuイオンが高酸化状態にあることを分光学的手法にて明らかにした。また、HTの層間に固定化されたマンガンポルフィリン錯体は各種オレフィン類のエポキシ化反応に触媒活性を示し、HTの層間が触媒反応場として利用できることを示した。2、酸化チタン表面に固定化したパラジウム巨大クラスターは、酸素分子を酸化剤とするアルコール類の酸化的脱水水素反応に優れた触媒作用を示すことを見出した。この固定化パラジウムクラスターのSEM、TEM、XAFSによるキャラクタリゼーションの結果、パラジウムクラスターは元の大きさと構造を保持したまま酸化チタン表面に非常に均一に分散していることを明らかにした。これらの触媒は、反応終了後、容易に反応溶液から分離でき、かつ活性・選択性を落とすことなく再使用が可能であるという優れた特徴を有することを明らかにした。本研究により、環境調和型酸化反応プロセスの開発において、ハイドロタルサイトや金属クラスターの特性を利用した不均一系触媒の設計が有効であることを明らかにした。

The purpose of this study is to utilize the surface characteristics of inorganic porous materials to immobilize and develop catalytic reaction fields with new functions. The research conducted in 2010 investigated the catalytic properties of the basic layer of the clay matrix, the metal matrix and the metal matrix, and the acidification reaction of the clay matrix. In addition, the surface of the acidizing agent is immobilized on the surface of the acidizing agent, and the acidizing agent of the acidizing agent is reacted. 1. Immobilization of the third component of the HT base layer during modulation of the HT base layer. This modulation process contains HT, molecular acid, and various kinds of acid reaction catalysts. In addition, the catalytic activity of C-H in the same layer of Pu-HT is higher than that of C-H in the same layer. The interaction between Co and Ru in the acidification and reduction process is discussed in detail. The interlayer immobilization of HT is a catalyst activity of various kinds. 2. Acidification of the surface of the polymer is demonstrated by the catalytic action of acid molecules on the surface of the polymer. The SEM, TEM, XAFS results of immobilization and the structure of immobilization are kept very uniform on the surface of the substrate. After the catalyst is finished, it is easy to separate the reaction solution, and the activity is selected. The reuse is possible. In this study, the development of environmentally compatible acidizing catalysts was studied. The characteristics of heterogeneous catalysts were utilized.

项目成果

T.Matsushita: "Highly Efficient Oxidation of Alcohols and Aromatic Compounds Catalysed by Ru-Co-Al Hydrotalcite in the Presence of Molecular Oxygen" Chemical Communications. 265-266 (1999)

T.Matsushita：“在分子氧存在下，钌钴铝水滑石催化醇和芳香族化合物的高效氧化”化学通讯。