担持触媒接合界面における原子間隔や原子欠損の触媒活性に与える影響の理論的研究

原子间距和原子缺陷对负载型催化剂键合界面催化活性影响的理论研究

基本信息

批准号：
21K04994
负责人：
奥村光隆
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

酸素活性化機構に関してはプロピレン部分酸化反応を元に、表面の還元状態の生成による酸素分子の活性化と活性酸素種の生成を、金クラスター担持チタノシリケートモデル表面で検討を行い、従来のルチルおよびアナターゼ表面との比較検討を行い、触媒活性の違いに関する重要な知見を得ることが出来た。これらは、主に活性酸素種であるOOH種が生成する活性化障壁とOOH種が分解する活性化障壁の違いで結論づけられるというものであった。特に、チタノシリケート表面では、TiOOH種の生成がアナターゼ型TiO2表面よりも生成に関する活性化障壁が高くなり、低温での反応の侵攻が低下することが示唆された。さらに、孤立したTi原子上で生成するTiOOH種は、近傍にTi種が存在しないことにより分解が抑制されることも明らかとなった。クラスターとヘテロ接合の効果の検討に関しては、アリルアルコールの異性化反応において非化学量論表面でのアルコールからのプロトン引き抜きの効果を検討し、この表面での異性化反応の振興について検討をおこなった。その結果、塩基性を有する表面において、異性化が進行しやすくなることを明らかにした。現時点では、金属欠損を用いて非化学量論比のスラブを構築している。さらに1，3－DABEの1，4－DABEへの異性化反応において界面の正電荷を有するサイトの検討を行っているが、これに関しては、ジルコニアにおける活性化が、クラスターサイズが大きくなると活性化障壁が上昇し、反応が進行しにくくなるという結果を得ることが出来た。

关于氧活化机制，基于丙烯部分氧化反应，我们研究了通过在金簇负载的钛硅酸盐模型表面上生成还原态来活化氧分子和产生活性氧物种。催化活性和锐钛矿表面的比较研究，并且能够获得关于催化活性差异的重要知识。这些结果主要基于OOH物质（活性氧物质）产生的活化势垒与OOH物质分解引起的活化势垒之间的差异。特别是，有人认为，在钛硅酸盐表面上，形成 TiOOH 物质的活化势垒高于锐钛矿型 TiO2 表面，从而降低了低温下反应的剧烈程度。此外，还表明，孤立的 Ti 原子上生成的 TiOOH 物质的分解因附近不存在 Ti 物质而受到抑制。关于簇和异质结的影响的研究，我们研究了烯丙醇异构化反应中非化学计量表面上醇的质子夺取的影响，并研究了该表面上异构化反应的促进。结果表明，异构化在碱性表面上更容易进行。目前，金属缺陷用于构造非化学计量板。此外，我们正在研究 1,3-DABE 到 1,4-DABE 异构化反应中界面处带正电荷的位点，并且关于这一点，随着簇尺寸的增加，氧化锆中的活化变得更加活跃。势垒上升，反应难以进行。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Gibbs energy of hydrogen adsorption on Pt surface by machine learning potential and metadynamics

通过机器学习势和元动力学计算 Pt 表面氢吸附的吉布斯能

DOI：
10.1246/cl.210137
发表时间：
2021
期刊：
Chemistry Letters
影响因子：
1.6
作者：
Hayashi Akihide;Ato Yoshinori;Yamamoto Akira;Yoshida Hisao;Yamanaka Shusuke;Kawakami Takashi;Okumura Mitsutaka
通讯作者：
Okumura Mitsutaka

チタノシリケート担持金触媒を用いたプロピレン選択酸化反応に関する理論的研究

钛硅负载金催化剂丙烯选择氧化反应的理论研究