【奨励賞】(出光興産賞)（学術部門）

トルエン-メチルシクロヘキサン系水素キャリア利用における担持白金触媒の省貴金属化および高機能化

　

　織田氏は，水素キャリアの一つであるトルエン-メチルシクロヘキサン系の応用に不可欠な担持白金触媒の省貴金属化と活性-選択率-寿命相反に関する問題の解決のため，貴金属の単原子合金化の可能性を追求し，優れた業績を挙げた。
　織田氏は，特に開発触媒の実用化を見据え，簡便で再現性の高いガルバニック置換法を用いることにより，卑金属ナノ粒子の表面に貴金属を単原子の状態で埋め込み，貴金属類の単原子合金化を達成した。これにより反応場に選択的に貴金属を存在させること，すなわち金属を単原子で存在させられるため貴金属の利用効率を向上させることが可能となった。さらに，種々の卑金属に白金を単原子で存在させた触媒を調製し，トルエンの水素化あるいはメチルシクロヘキサンの脱水素反応に適した卑金属種を選定し，貴金属-卑金属の相乗効果を最大化するための担持量最適化を行った。その結果，トルエンの水素化反応において，単原子合金化触媒のための卑金属としてコバルトが適していることを見い出し，白金とコバルトの組成の最適化によりトルエンと水素の競争吸着・活性化の効率を最大化する白金単原子合金コバルトナノ粒子触媒を開発した。また，メチルシクロヘキサン脱水素反応において，銅ナノ粒子の表面上にサブナノメートル厚みの鉄層を成長させた後に白金を単原子で分散させることで，優れた反応性とトルエンやコークによる劣化を抑制した高い耐久性を示す白金単原子合金触媒の創製に成功した。さらに，これら触媒の構造，電子状態および触媒作用をin situ分光と速度論，量子化学計算，表面プローブ反応によって解明した。
　以上の成果は，固体触媒表面の原子スケール設計，解析および利用技術により達成されたものであり，水素キャリアとしてのトルエン-メチルシクロヘキサン系の実用化のための触媒を設計するうえでの課題解決に貢献するものである。よって，織田氏の業績は本会表彰規程第12条1項に該当すると認められる。

 

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