生体酵素の機能を模倣したナノ物質変換システムの開発

本研究では、ナノ材料の特異な物性を利用し、通常は困難な化学反応を穏和な条件下で実現する手法の開発を目的としている。3人の研究者がそれぞれ、項目(1):構造および機能を制御したナノ多孔体の開発および基礎物件評価、項目(2):サイズ選別したナノ粒子の作製、ナノ多孔体への担持、および触媒能の基礎評価、項目(3):ナノ多孔体/ナノ粒子複合材料を電極とする電気化学リアクタの作製と反応評価、の各項目を分担する。平成19年度の研究実績は以下の通りである。項目(1)については、層状物質Mo03の層間にNa、K、Fe(Phen)3などのイオンを挿入した多孔体を合成、項目(3)とも合わせて、これらのナノ多孔 による、硝酸イオンや亜硝酸イオンの電解還元活性を評価した。項目(2)については、表層(シェル)にのみ白金を有し、内部(コア)を異なる金属で置換したコア・シェル型ナノ粒子の作製に取組み、精密にサイズ制御した金・白金コア・シェルナノ粒子および銀・白金コア・シェルナノ粒子の作製に成功した。項目(3)については、カーボンブラックに担持した金ナノ粒子触媒について、水溶旅中での酸素の電解還元に対すろ活性を評価し、過酸化水素の合成に高い選択性を示すことを発見した。また、同じくカーボンブラッグに担持しだ金-白金コア・シェルナノ粒子触媒について、純白金触媒に迫る性能を有することを確認した。このほか、タングステンナノ粒子上での窒素活性化機構を理論的に解明した。

本研究では、ナノ材料の特異な物性を利用し、通常は困難な化学反応を穏和な条件下で実現する手法の開発を目的としている。3人の研究者がそれぞれ、項目(1):構造および機能を制御したナノ多孔体の開発および基礎物件評価、項目(2):サイズ選別したナノ粒子の作製、ナノ多孔体への担持、および触媒能の基礎評価、項目(3):ナノ多孔体/ナノ粒子複合材料を電極とする電気化学リアクタの作製と反応評価、の各項目を分担する。平成19年度の研究実績は以下の通りである。項目(1)については、層状物質Mo03の層間にNa、K、Fe(Phen)3などのイオンを挿入した多孔体を合成、項目(3)とも合わせて、これらのナノ多孔 による、硝酸イオンや亜硝酸イオンの電解還元活性を評価した。項目(2)については、表層(シェル)にのみ白金を有し、内部(コア)を異なる金属で置換したコア・シェル型ナノ粒子の作製に取組み、精密にサイズ制御した金・白金コア・シェルナノ粒子および銀・白金コア・シェルナノ粒子の作製に成功した。項目(3)については、カーボンブラックに担持した金ナノ粒子触媒について、水溶旅中での酸素の電解還元に対すろ活性を評価し、過酸化水素の合成に高い選択性を示すことを発見した。また、同じくカーボンブラッグに担持しだ金-白金コア・シェルナノ粒子触媒について、純白金触媒に迫る性能を有することを確認した。このほか、タングステンナノ粒子上での窒素活性化機構を理論的に解明した。