シングルサイト光触媒を用いた金属ナノ粒子触媒の調製

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希少で高価な金属種の有効利用を目指し、貴金属担持触媒の新規調製法を開発している。担体材料に孤立四配位Ti種を骨格内に組み込んだメソポーラスシリカ(シングルサイト光触媒)を用いた新規手法である。金属前駆体溶液とシングルサイト光触媒の懸濁溶液に、紫外光とマイクロ波をそれぞれ照射するという簡易なプロセスを用いて、貴金属担持触媒の調製に成功した。得られた金属ナノ粒子は、COガス吸着測定やX線吸収微細構造測定、誘導結合プラズマ発光分析、透過型電子顕微鏡観察によって評価した。併せて、発光分光法により孤立四配位Ti種の担持過程への寄与を検討した。特に、マイクロ波照射を用いて調製した触媒は、ニトロベンゼン水素化反応における触媒活性は、従来法である含浸法を用いて調製した触媒活性を凌駕するアニリンの生成量を示し、気相CO酸化反応においても高活性を示した。シングルサイト光触媒を用いて紫外光またはマイクロ波照射を行った調製法の有用性を示す結果が得られた。発光分光法測定により、金属種担持前後の孤立四配位Ti種由来のピーク強度の減少が観察され、金属担持過程に孤立四配位Ti種が寄与していることが確認された。シングルサイト光触媒を利用することで、均一で小さな粒子が担持された金属担持触媒の調製が可能であり、かつ高活性を示したことにより、今後の貴金属の使用量削減に大きく貢献できる研究成果が得られたといえる。