界面反応活性種の粒子サイズ制御に基づく選択酸化と二酸化炭素転換反応への展開

固体触媒材料の粒子サイズ制御を切り口に、炭化水素C-H結合活性、CO2を炭化水素に直接的に挿入させる新規触媒プロセスを提案する。エネルギー関連業界でCO2と低級炭化水素の同時触媒的基幹化学品原料の合成が可能になり、多角的合成手法かつ高次元的カーボンニュートラルな技術を世界に先駆けて創出する。固体触媒材料の活性中心となる金属ナノ粒子に着眼し、卑金属、貴金属の粒子の粒子サイズをナノレベルで精密に制御した固体触媒材料開発手法の提案する。さらには、非常に困難な反応であるCO2を選択的に炭化水素に直接インサートさせる新しい触媒プロセスを提案する。

近年、ゼオライト系触媒は、低温でのCO2捕捉・分離に大きな可能性を示している。しかし、この優れた貯蔵材料を気相反応における活性化に利用することは、まだあまり注目されていない。本研究では、CO2活性化におけるゼオライト触媒の役割について、金属種の精密制御、粒子サイズ、活性点複合型触媒について適切に検討することにより、触媒性能における「活性点」の制御を実現した。

特定の活性点構造を適切に調製し、反応機構について解析し明らかにすることは、同時に触媒反応における複雑な反応素過程を紐解くことにつながり、根本的な活性点構造、反応の解明、さらには新規反応開拓に期待できる。本研究では実用化には至っていないが、従来の二酸化炭素転換反応に対する従来の視点とは異なる深い洞察を与えることができ、新規な触媒プロセスの開発に期待できる。