技術内容の詳細

整理番号 st043
テーマ名 金ナノ粒子触媒の新規調整法および新しい応用
研究担当者
及び連絡先
春田 正毅:首都大学東京 環境科学研究科 環境調和・材料化学専攻 教授
連絡先:首都大学東京 産学公連携コーディネーター 柏原 繁郎
 Email:skasihara@cc.tmit.ac.jp
研究の概要 汎用の高分子材料、活性炭等に金ナノ粒子を簡便に担持する方法として、担体表面に吸着させた金錯イオンの析出還元法や有機金錯体の固相混合法などを開発した。その結果、常温、水溶液中でグルコースの酸素酸化が進行し、グルコン酸ナトリウムの高速で選択性の良い製造が出来た。
JST主催新技術説明会(首都大学東京;2008.07.04)で発表
開発の目的 ・高性能かつ安価な金触媒製造法の開発
・コロイド混合法の問題である2段工程を1段工程に簡略化
・無機物高分子表面に金粒子を担持させる析出沈澱法、析出還元法、固相混合法の最適化技術の完成
構成する
技術要素
・pH2〜3であるHAuCl4aq.を苛性ソーダでpH6〜10にして無機担体に析出沈澱させる
・金錯イオンを液相で還元することなく、高分子表面だけで析出還元を行なう。この際、錯イオン、濃度、pH、温度の選択が重要になる
・Me2Au(acac)を室温で乳鉢またはボールミルで混合し、120℃で水素還元すれば、金のナノ粒子が高分子に直接担持され、不純物の少ない担持体が得られる
研究の背景
及び動向
従来の2桁以上の金のナノ粒子を担持した金触媒は全て不活性とされて来た。ところが、直径2nm、300原子以下の金クラスター触媒は触媒活性を示すことを初めて発見した。それを種々の反応で実証できた。
適用可能な
用途
・液相酸素酸化によるグルコースからグルコン酸ナトリウム、過酸化水素の直接合成など。
・選択的水素化;アセチレンからエチレン。クロトンアルデヒドの水素化など。
・常温空気浄化;不織布担持触媒でCO、HCHO、アミンの除去
・色材、電極触媒(電池、化学センサー)、金属被覆への展開も可能
市場での
優位性
・気相および液相における選択酸化触媒
・高耐久性顔料材(エンジ、ピンク、紫)、化粧品、塗料
・柔軟性のある導電性材料、電池や化学センサー用の電極、赤外線センサー
実用化への
課題
・それまで知られていなかった金触媒のサンプル提供が可能
・液相酸化については実用条件下で活性、選択性ともに確認済み
・触媒の繰り返し使用、寿命についての最適化

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