2023.05.02
液体中で高機能触媒として働くペロブスカイト酸化物の開発
有用化成品製造への応用に期待
東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の鎌田慶吾教授と相原健司助教、原亨和教授らの研究チームは、高純度かつ高表面積なペロブスカイト酸化物のナノ粒子合成に成功した。
ペロブスカイト酸化物は、有機物の完全酸化や自動車の排気ガス浄化など、さまざまな反応に対して触媒作用を示す材料である。ペロブスカイト酸化物の合成において、固相法では原料の高温（約1,000℃）処理が必要であるだけでなく表面積が小さいことが課題となっている。また、複雑な多段階プロセスでは、表面積の大きなナノ粒子の合成が可能だが、純度が下がってしまう問題がある。そこで、今回開発した手法では、独自に調製したアモルファス前駆体の熱処理雰囲気を制御することで、高純度かつ高表面積なナノ材料を合成することに成功した。中でもチタン酸ストロンチウム（SrTiO3）は、購入品と比較して10倍以上大きな表面積を示した。これに伴いカルボニル化合物のシアノシリル化反応に対するSrTiO3の触媒性能が飛躍的に向上し、その効率は従来の固体触媒よりも高いことを見出した。
新しい手法で合成されたペロブスカイト酸化物ナノ粒子は酸塩基協奏触媒として機能するため、シアノヒドリンの合成に限らずさまざまな有用有機化合物の高効率合成に貢献する材料となることが期待される。
本研究成果は、東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の鎌田慶吾教授、相原健司助教、原亨和教授、東北大学 金属材料研究所 複合機能材料学研究部門の熊谷悠教授、清原慎助教らによって行われ、4月3日付（日本時間）に米国科学誌「ACS Applied Materials & Interfaces（エーシーエス・アプライドマテリアルズ・アンド・インターフェイシーズ）」オンライン速報版で公開された。
