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揮発性有機化合物(VOC)および一酸化炭素の浄化触媒の開発

 現代社会における塗装・印刷工場や化成品・化学工場から排出されるトルエンやアセトアルデヒドなどの揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds; VOC)は、大気中に放出されると、浮遊粒子状物質、及び光化学オキシダントの発生原因となり、環境に悪影響を及ぼすことが知られています。 さらに、VOCには作業・居住環境における悪臭問題だけでなく、シックハウス症候群や化学物質過敏症などの健康障害の原因物質が多く含まれています。 そのため、VOCを規制する動きが盛んになっており、VOCを二酸化炭素と水蒸気に完全分解し、無害化することが強く求められてます。

 今中研究室では、希土類酸化物を利用し、VOCをより低温で効率良く無害な成分に分解することができる触媒の開発を行っています。 そして、酸化セリウム−酸化ジルコニウム複合酸化物にビスマスなどの酸化物を加えた複合酸化物を助触媒として使用することで、従来の触媒に比べて非常に低温から効率良くVOCを浄化することに成功しています。
 さらに、地球温暖化の原因物質の一つであるメタンや、中毒事故の多い一酸化炭素の浄化に有効な触媒の開発も行なっています。

 また当研究室では、大気中に含まれる有害物質の浄化触媒の他に、排水中に含まれる有害物質の浄化触媒の研究も行なっています。 これまでに、発がん性が強い1,4-ジオキサンなどを水中で浄化できる触媒の創成を行なっています。

[最近の論文や総説など]
  • M. Jeong, N. Nunotani, and N. Imanaka, "Relationship between the Conductivities of CeO2-ZrO2-MOx (M = Bi, Ca, Sn, Ni, Fe) Solid Solutions and Catalytic Activities during Methane Oxidation," Bull. Chem. Soc. Jpn., in press.
  • N. Nunotani, N. Moriyama, K. Matsuo, and N. Imanaka, "Novel Catalysts for Methane Combustion based on Cobalt-doped Lanthanum Silicates having an Apatite-type Structure," ACS Appl. Mater. Interfaces, 9, 40344-40350 (2017).
  • N. Nunotani, N. Moriyama, K. Matsuo, and N. Imanaka, "Catalytic Methane Combustion over Novel Catalyst Based on Oxide Ion Conducting Lanthanum Silicate," J. Ceram. Soc. Jpn., 125, 773-775 (2017).
  • M. Jeong, N. Nunotani, N. Moriyama, and N. Imanaka, "Introduction of NiO in Pt/CeO2-ZrO2/γ-Al2O3 Catalysts for Removing Toluene in Indoor Air," Mater. Lett., 208, 43-45 (2017).
  • A.R. Supandi, N. Nunotani, and N. Imanaka, "Liquid-phase Oxidation of Phenol in Facile Condition using Pt/CeO2-ZrO2-SnO2 Catalyst Supported on Mesoporous Silica SBA-16," J. Environ. Chem. Eng., 5, 3999-4003 (2017).
  • M. Jeong, N. Nunotani, N. Moriyama, and N. Imanaka, "Effect of Introducing Fe2O3 into CeO2-ZrO2 on Oxygen Release Property and Catalytic Methane Combustion over PdO/CeO2-ZrO2-Fe2O3/γ-Al2O3 Catalysts," Catal. Sci. Technol., 7, 1986-1990 (2017).
  • P.G. Choi, A. Kamijo, N. Nunotani, T. Nakano, and N. Imanaka, "Catalytic Liquid-phase Oxidation of Bisphenol-A under Moderate Condition Using CeO2-ZrO2-Bi2O3 Supported on SBA-16," Chem. Lett., 46, 257-259 (2017).
  • P.G. Choi, N. Nunotani, and N. Imanaka, "High Catalytic Efficiency in Liquid-Phase Oxidation of 1,4-Dioxane Using a Pt/CeO2-ZrO2-SnO2/SBA-16 Catalyst," Int. J. Appl. Ceram. Technol., 14, 9-15 (2017).
  • M. Jeong, N. Nunotani, N. Moriyama, and N. Imanaka, "High Methane Combustion Activity of PdO/CeO2-ZrO2-NiO/γ-Al2O3 Catalysts," J. Asian Ceram. Soc., 4, 259-262 (2016).
  • P.G. Choi, T. Ohno, T. Masui, and N. Imanaka, "Catalytic Liquid-phase Oxidation of Acetoaldehyde to Acetic Acid over a Pt/CeO2-ZrO2-SnO2/γ-alumina Catalyst," J. Environ. Sci., 36, 63-66 (2015).
  • T. Masui, T. Kamata, N. Fukuhara, and N. Imanaka, "Improvement of Toluene Oxidation Catalysis by Cu Doping into Co3O4 in Pt/Co3O4/CeO2-ZrO2-SnO2/γ-Al2O3 Catalysts," Bull. Chem. Soc. Jpn., 88, 746-751 (2015).
  • N. Imanaka, T. Masui, and K. Jyoko, "Selective Liquid Phase Oxidation of Cyclohexane Over Pt/CeO2-ZrO2-SnO2/SiO2 Catalysts with Molecular Oxygen," J. Adv. Ceram., 4, 111-117 (2015).
  • P.G. Choi, T. Ohno, N. Fukuhara, T. Masui, and N. Imanaka, "Catalytic Liquid Phase Oxidation of 1,4-dioxane Over a Pt/CeO2-ZrO2-Bi2O3/SBA-16 Catalyst," J. Adv. Ceram., 4, 71-75 (2015).
  • M.Y. Kim, T. Masui, and N. Imanaka, "Complete Oxidation of Toluene on Refractory La1-xCaxCoO3-x/2/CeO2-ZrO2-ZnO Catalysts" Catal. Sci. Technol., 4, 321-324 (2014).

  • 熱に極めて強く貴金属を全く含まない新しい酸化物触媒, 増井敏行, 今中信人, ファインケミカル, 42, 5-9 (2013).
  • 揮発性有機化合物であるトルエンを完全浄化する新しい酸化触媒, 増井敏行, 今中信人, 化学工業, 64, 729-734 (2013).
  • CeO2-ZrO2-Bi2O3及びCeO2-ZrO2-SnO2系の新規環境触媒−フルオライトの観点から, 増井敏行, 今中信人, マテリアルインテグレーション, 26, 20-25 (2013).

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