奨励賞(出光興産賞)（学術部門）

ギ酸分解および糖アルコール水素化脱酸素のための炭素担持金属微粒子触媒の開発

　

　藤墳氏は，イオン交換樹脂への金属源の担持と，続く炭化処理により金属微粒子を炭素担体に内包した炭素担持金属微粒子触媒の調製法を開発し，ギ酸分解による水素生成および糖アルコールの水素化脱酸素へ応用し，優れた成果を挙げた。
　従来，金属粒子の微小化を促すため，活性炭などの高比表面積をもつ炭素材料が担体に用いられる。一方，親水性の金属源と疎水性の炭素担体との間の低い親和性や，高温域でのシンタリングによる金属微粒子の不可逆的な肥大化が課題となっている。このような課題に対して，藤墳氏は，イオン交換樹脂のイオン交換能および主成分が炭素であることに着目し，イオン交換による金属源の担持と，続く高温処理によるイオン交換樹脂の炭化と金属微粒子生成を同時に行う炭素担持金属微粒子触媒の調製法を開発した。イオン交換樹脂や金属イオンの種類，溶液pHを種々組み合わせることで，親水性の金属源の種類や量を任意制御してイオン交換樹脂に容易に担持することに成功した。さらに，異種金属の複合担持により，任意組成の白金-ニッケル合金微粒子の調製を実現した。本法では，イオン交換樹脂の細孔内に金属が担持されることで，炭化の際に金属微粒子は炭素担体に内包されるため，金属微粒子の移動が制限され，高担持量の金属微粒子においてもシンタリングの抑制を可能にした。
　開発した白金-ニッケル合金微粒子触媒は，従来に比べて金属微粒子を高密度で担持できることから，ギ酸の分解において工業触媒以上の水素生成速度を達成した。また，銅微粒子担持触媒は，糖アルコールの水素化脱酸素へ応用され，触媒上での糖アルコールの分解・重合などの副反応が抑制されるため，従来のプロセスに比べて低水素圧下での水素化脱酸素を可能にした。
　以上のように，藤墳氏は，イオン交換樹脂を用いて，金属担持量および複合金属微粒子の組成制御を可能にし，耐久性にも優れた炭素担持金属微粒子触媒の調製法を開発した。化学工学的見地からの触媒反応の研究も進めており，学術ならびに化学工業への貢献が期待できる。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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