权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

多元素合金を駆使した表面反応場の精密設計と革新的触媒の開発

表面反应场的精确设计和使用多元合金开发创新催化剂

基本信息

批准号：
22KJ0016
负责人：
中谷勇希
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の一・二元系での触媒設計は柔軟性・拡張性に欠けており、触媒性能の飛躍的な向上は困難である。そこで本研究課題では、多元素合金を構築することにより表面反応場を高い精度・自由度で制御することで、従来の触媒系を凌駕する革新的触媒を開発し、このジレンマを打破することを目指す。令和4年度は「多元素合金を駆使した表面反応場の精密設計と革新的触媒の開発」に関して、(1) ハイエントロピー金属間化合物によるプロパン脱水素、(2) 合金クラスター触媒によるプロパン脱水素、(3) エチレンのアセトキシル化に有効なPd-Au-Cx構造の発見とAuおよびCxの役割の解明、(4) 合金触媒に関する総説(Chemical Review)の4点の主な成果を得ることができた。(1), (3), (4)に関しては令和4年度に論文掲載済であり、(2) に関しては現在論文投稿準備中である。特に、(1)に関してはハイエントロピー金属間化合物を初めて熱触媒として利用した最初の報告となった。5元素以上の元素を等モルに近い組成で固溶させた多元素合金、ハイエントロピー合金が近年注目を浴びており、触媒分野でも新たなホットトピックとなっている。ハイエントロピー合金では構成元素やその比率を変化させることにより高い自由度で触媒設計を行うことが出来るが、固溶体合金であるがゆえに表面反応場の精密設計が困難である。一方でハイエントロピー金属間化合物は規則的かつランダムな構造を有する物質であり、高い自由度と精度で表面反応場を設計することができる。しかしながら、この物質は材料分野でも報告例は少なく、触媒分野ではまだ報告されていない未開拓物質である。また、(2)は(1)の触媒性能をさらに凌駕する優れた触媒であり、令和5年度は(2)に関する学理構築のため、開発した触媒の詳細な構造解析、反応解析、速度論的検討、理論計算をメインに行う。また、これまで開発してきた合金触媒を様々な反応系にも展開する。

The catalyst design of the binary system is flexible and difficult to improve the performance of the catalyst This research topic is about the development of multi-element alloy with high precision and freedom. In 2010 and 2014, he was involved in the "Precision Design of Surface Reflection Field and Development of Innovative Catalysts for Multielement Alloys":(1) Dehydration of Intermetallic Compounds;(2) Dehydration of Alloy Catalysts;(3) Development of Pd-Au-Cx Structures; and (4) Analysis of Au and Cx Structures.(4) Alloy catalyst related (Chemical Review) of the main results of the four points of this review. (1), (3), (4),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12),(13),(14),(15),(16),(17),(18),(19),(10),(11),(12),(10),(11), Special,(1) related to the first report of intermetallic compounds The composition of elements above 5 elements is similar to that of solid solution, multi-element alloy and catalyst alloy. In recent years, attention has been paid to bath and catalyst separation. The ratio of constituent elements in solid solution alloy is changed. The precision design of surface reflection field is difficult. Intermetallic compounds have a regular structure, high degree of freedom, and high precision in surface reflection field design. For example, the material division of the catalyst division of the undeveloped substance (2) The catalyst performance of (1) is superior to that of (2), and the theoretical structure of (1) is related to the detailed structural analysis, inverse analysis, velocity theory discussion and theoretical calculation of (2). The reaction system was developed in the first place.