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触媒化学研究室（原 研究室）
研究例の紹介
医薬品・化成品などを合成する触媒の開発
構造が規整されたナノ細孔材料や金属・半導体材料の表面上などに精密な反応場を構築する手法を開発しています。触媒に用いる貴重な金属を固定化して、繰り返し利用できるようにします。これにより、社会に必要な医薬品や化成品などを環境に負荷をかけずに、効率良く合成することを可能にします。
生活環境の不要な化合物を分解する触媒の開発
我々の生活環境には、自動車や工場からの排気ガスに限らず、健康被害をもたらす種々の化合物が存在します。生活の質の向上が求められる今後の社会にとって必要な技術です。投入するエネルギーを極力抑えながら、これらの化合物を効率良く除去して分解する触媒材料の開発を行っています。
治療への応用を指向したオンチップ触媒
平滑な基板表面上に設計した分子を配列させることにより、天然の酵素の構造や機能に学んだ触媒の創製や触媒開発の効率化に貢献する自動化システムの構築にも挑戦しています。さらに、構築した独自なナノ構造を超小型の診断・治療デバイスとして医療に貢献する可能性についても検討しています。
水素と化成品を同時に製造する固定化触媒
京都大学の藤田健一先生らが開発した金属錯体は、自然界で生産されるアルコール類から温和な反応条件で水素と化成品を製造する優れた触媒機能を有しています。科学研究費助成事業の採択を受けて、実用的な水素製造プロセスにすることを目指し、これらの金属錯体を固相に固定化する研究開発を分担しています。
バイオマスから燃料・化成品を製造する触媒
バイオマス資源は、再生可能な資源であり、サステイナブルな社会の実現のために利用可能な資源の一つです。そこで、あまり利用されていないバイオマス資源から得られる合成ガスを原料にして、社会で必要とされる燃料や化成品などを製造するために、高い性能と実用性をもつ新しい触媒の開発を行っています。
非白金酸化物系燃料電池触媒の機能解明
水素を燃料とする燃料電池は、サステイナブル社会の実現のために最も重要な技術の一つです。燃料電池の普及のためには、資源量が限られている白金を使用しない新しい触媒の開発が望まれています。種々の分子化学的な手法を用いて、新しい非白金燃料電池触媒の機能を解明することにより、次世代を担う触媒開発に貢献をします。
精密に分子集積した表面上での特異な触媒反応場の創製
国内外の多くの研究者との共同研究
これまでに、構造が規整された表面の上に精密に導入した有機単分子層の構成ユニットの間での協同的な触媒機能が期待される系の確立を着想し、従来の範疇を超える触媒活性や基質選択性を示す触媒系を複数見出してきました。本研究でさらに挑戦的な分子活性化触媒機能の発現系に展開します。
このプロジェクトは、文部科学省に採択された研究提案として、国内外の多くの研究者との共同研究として行っています。
規整ナノ反応場の構築と新しい触媒機能
の創出に関する研究
北海道大学触媒化学研究所 高草木 達先生らとの共同研究
原子レベルで構造規整した触媒反応場（規整触媒反応場）を構築し、新しくかつ環境や産業に有用な触媒機能の探索を行います。単結晶等のモデル表面に精密構築した規整触媒反応場に関して, 高度構造解析を行いつつ、種々の触媒反応系におけるナノ構造と触媒反応活性の相関というナノ構造情報を明らかにします。得られた情報を統合し、高機能実触媒（粉末触媒）の設計・創出への適用をめざします。
このプロジェクトは、文部科学省に採択された研究提案として、北海道大学触媒科学研究所 高草木先生らとの共同研究として行っています。
（株）豊田中央研究所 稲垣特別研究室
室長・シニアフェロー 稲垣 伸二 博士との共同研究
二酸化炭素、水、窒素などの身近に豊富に存在する小分子を燃料・資源に変換する触媒技術の構築を目的に、生体（酵素、光合成）の高度な機能のエッセンスを、ナノ空間材料を利用して模倣します。
ナノ空間材料(PMO)の細孔壁内に金属配位子（ビピリジン）を導入し、細孔表面に種々の金属錯体を直接形成することにより、特異な触媒機能が発現することをこれまでに見出しています。金属としてイリジウムを固定化したPMOはベンゼンの直接C-Hホウ素化反応に、ルテニウムを固定化したPMOはアルカンの3級C-H結合の選択的酸化反応に有効な触媒機能を示しました。現在、その他の種々の金属の固定化と触媒機能の探索を行っています。
このプロジェクトは、科学技術振興機構に採択された研究提案として、株式会社豊田中央研究所の稲垣シニアフェローとの共同研究を始めました。
メソポーラス有機シリカ PMO（Periodic Mesoporous Organosilica）を利用した
生体模倣触媒に関する研究
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