奨励賞（千代田化工建設賞）

ナノ構造を制御したチタン酸チューブ固体酸およびエレクトライド担持ルテニウム触媒に関する研究

　

　北野氏は，これまでチタン酸ナノチューブ固体酸触媒，12CaO・7Al₂O₃（C12A7）エレクトライド担持Ru触媒に関する研究を行ってきた。
　チタン酸ナノチューブ固体酸触媒に関する研究では，酸化チタンを濃アルカリ水溶液中で加熱するという簡易な方法でチタン酸ナノチューブを合成できることを見出し，この触媒がフリーデル‐クラフツアルキル化反応やグルコースからのヒドロキシメチルフルフラール合成反応を効率よく進行させることを示した。さらに，ナノチューブ構造に由来する構造のひずみが酸強度を高めていることを明らかにした。チタン酸ナノチューブは古くから光触媒などの様々な研究に応用されてきたが，この研究はチタン酸ナノチューブを固体酸触媒として応用した初めての例である。今後，異元素置換などにより酸量・酸強度を制御することで，チタン酸ナノチューブを様々な酸触媒反応に適応できる可能性がある。
　C12A7エレクトライド担持Ru触媒に関する研究では，北野氏はこの触媒が既存触媒と比較して飛躍的に高いアンモニア合成活性を示すことを見出し，無機エレクトライドを初めて触媒反応に利用することに成功した。さらに，メカニズムに関する検討では，C12A7エレクトライドからの電子供与によりRu上で効率的に窒素分子が解離吸着されることなどを明らかにした。アンモニアは近年水素エネルギーキャリアとしても注目されており，エネルギー消費と経済性に大きな問題を抱えている既存プロセスを飛躍的に高効率化できる可能性があることから，この研究は産業界から大きな注目を集めている。本研究で明らかにされたように，C12A7に代表されるエレクトライドは強力な電子供与能によって窒素のような不活性分子を活性化させることができ，かつナノケージ内には電子以外にも様々なアニオンを内包することが可能であり，これらの特徴を利用したエレクトライドによる様々な触媒反応への展開が期待される。
　以上のように，チタン酸ナノチューブ固体酸触媒，およびC12A7エレクトライド担持Ru触媒に関する革新的触媒の創生と機能解明に関する北野氏の研究業績は，触媒調製の分野での学術および産業への貢献が認められる。よって，本会表彰規程第12条に該当するものと認められる。

 

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