奨励賞(千代田化工建設賞)(学術部門)

低温空気浄化のための酸化ニオブ担持金ナノ粒子触媒の開発

 

村山 徹 殿(東京都立大学都市環境科学研究科 附属金の化学研究センター 特任教授)

 村山氏は,これまで一貫して低温酸化反応に優れる金ナノ粒子触媒の開発に取り組み,特に従来困難であった酸性担体上への金ナノ粒子担持法の開発およびその触媒特性の研究において優れた業績を挙げてきた。
 金ナノ粒子触媒の調製に広く用いられている塩化金酸水溶液を前駆体として用いた析出沈殿法では,等電点の低い遷移金属酸化物(酸性担体)上への金ナノ粒子担持は困難であった。村山氏は,酸性酸化物である酸化ニオブ(V)に,粒子径の揃った金ナノコロイド粒子分散液を用いたコロイドゾル固定化法を適用することによって,これまで不可能であった酸性担体上への金ナノ粒子の高分散担持に成功した。同氏は調製した触媒が非常に高いCO酸化活性をもつことを見出し,担体である酸化ニオブ(V)の結晶性の違いによって酸化活性が異なることを明らかにした。さらに,酸化ニオブ(V)と同様に固体酸である酸化タンタル(V)についても,金ナノ粒子の担持によって高いCO酸化活性が得られることを見出し,先例のない酸性酸化物担持金ナノ粒子触媒の応用展開に道を開いた。
 また村山氏は,アンモニアの選択酸化反応において,酸化ニオブ(V)に担持した金ナノ粒子触媒が既報の触媒より低温活性と窒素選択性に優れることを見出し,室温付近の低温下におけるアンモニア選択酸化実用への可能性を広げた。さらに,アンモニア酸化反応への担体の酸点の役割に着目し,酸化ニオブ(V)担持金触媒のブレンステッド酸点とルイス酸点の役割を詳細に調べた。その結果,ブレンステッド酸点の反応機構が窒素選択率向上に寄与すること,ルイス酸点機構では亜酸化窒素選択率が高くなること,さらにそれらの要因を明らかにした。これら反応機構の解明は,今後のアンモニア選択酸化反応触媒の開発に大きく貢献するものである。
 以上,村山氏の研究成果は,酸性酸化物担持金ナノ粒子触媒の調製を可能にし,低温酸化触媒としての活用を大いに推進させるものである。今後,学術面における発展と,石油化学系プラントなどから排出される臭気物質や有害物質除去に大いに寄与すると期待できる。よって,本会表彰規程第12条1項に該当するものと認められる。

 

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