["大连化物所で金属–载体界面がコウ合成反応におけるコの解離に及る作用メカニズムの発見

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"近日、中国科学院大连化物所の黄延强研究員、張涛学部長の研究チームは、コウ合成反応におけるコの解離の作用メカニズムの新たな進展を達成。研究では、還元過程でRuナノ粒子(NPs)上に形成されるTiOx被覆層が直接C-O結合の解離に参加し、これによりそのコウ合成反応の活性が大幅に向上することを見出した。コウ合成反応は非石油資源（石炭、天然ガス、バイオマスなど）から合成ガスを用して高付加価値を持つ燃料や化学品に変換し、代替エネルギーの技術路線の提供する。コウ合成反応では、コの解離とさらに加水分解してCHx中間物質に形成される過程が極めて重要で、通常Fe、Co、Ruなどの金属表面で行われる。その中で、金属Ruは最適な反応性能を示す。しかし、Ru基の触媒は粒径効果が顕著で、約8nm程度のRuナノ粒子のみが高いコウ反�反� vieille活性を示す。これにより、貴金属Ruの利用効率が大幅に低下する。高分散、高活性のRu基コウ合成触媒の開発は重要な意義を持つ。この研究チームは、金红石型RuOとTiOの結晶構造が同じで、結晶適合が適しているという特点を用用して、高分散、高安定のRu/TiO触媒を成功で合成。この触媒では、Ruナノ粒子の粒径が約1nm程度で、600℃の高温還元処理を行っても粒径が大幅に変化しない。この研究チームは、触媒の還元温度を変更することで、金属-载体相互作用の強さをコントロールで調節し、異なる金属-载体界面構造を持つRu/TiO触媒を獲得した。研究結果によると、適切な金属-载体界面の協同作用の存在下下、約4nm程度のRuナノ粒子は温和な条件下（16℃）で優れたコウ反� vieille活性を示す。そのTOF値は現在の文献で報告された最高値を記録。多種の表現技術と理論計算を組み合わせて、金属-载体強相互作用によって形成されるTiOx被覆層が直接C-O結合の解離に参加し、これによりRu基触媒のコウ反� dateFormatter活性が大幅に向上することを見出した。本研究は、金属-载体強相互作用がコウ合成反応における触媒の役割メカニズムを明らかにし、他の高分散金属触媒の設計に新しいアイデアを提供した。これらの研究成果は、Nature Communicationsに発表された。本研究は、国家重点研发计划「ナノテクノロジー」重点专项、優秀青年科学基金、中国科学院战略性先导科技专项B「機能ナノシステムの正確構築原理と測定」などの支援を受けた。"