課題番号 ：S-16-MS-1064
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：酸化物表面固定化ナノクラスター触媒の表面精密構造解析
Program Title (English) ：Surface Characterization of Oxide-supported Metal Nanocluser Catalysts
利用者名（日本語） ：邨次　智1),, 唯　美津木2)
Username (English) ：S. Muratsugu1), M. Tada2)
所属名（日本語） ：1) 名古屋大学大学院理学研究科物質科学専攻(化学系),
2) 名古屋大学物質科学国際研究センター
Affiliation (English) ：1) Department of Cheistry, Graduate School of Science, Nagoya University,
2) Research Center for Materials Science, Nagoya University

１．概要（Summary）
不均一系固体触媒表面への有機配位子による直接修飾は、触媒表面の電子状態や構造をチューニングすることで触媒活性・選択性の制御が可能である。本研究では、金属ナノ粒子への固定化が可能なN-ヘテロサイクリックカルベン配位子 (NHC) を用い、Kドープアルミナ (K-Al2O3) 表面上に固定化したRuナノ粒子触媒 (Ru/K-Al2O3) への直接固定化を試みるとともに、NHCの表面固定化状態の解明と触媒反応チューニングを行った。本課題では、固定化Ru/K-Al2O3の表面に実際に固定化されたNHCの重量を熱重量分析 (TGA) 測定により見積もった。

２．実験（Experimental）
NHC (dicyclohexylimidazolyldiene (1) and dimesitylimidazolylidene (2)) をRu/K-Al2O3上へ、仕込み量を変化させて固定化反応を行った。このうち、低固定化量触媒 (1@Ru/K-Al2O3, 2@Ru/K-Al2O3: 表面Ruに対し仕込み量1当量)、及び高固定化量触媒 (1@Ru/K-Al2O3-HL , 2@Ru/K-Al2O3-HL: 表面Ruに対し仕込み量3当量)に対し、TGA測定を行った。TGA測定では、TGA2950 (TA instrument Inc.)を用い、サンプル(17~20 mg)を大気下、室温より10 oC min-1の昇温速度で加熱した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
1@Ru/K-Al2O3, 1@Ru/K-Al2O3-HL, 2@Ru/K-Al2O3, および2@Ru/K-Al2O3-HLのTGA測定結果をFigure 1に示す。200 oC および550 oC付近に重量減少が観測された。1,2を固定化していないRu/K-Al2O3では見られなかったことから、これらの重量減少は1および2によるものと判断された。定量解析より、1@Ru/K-Al2O3では表面Ruに対し約31%、2@Ru/K-Al2O3では約26%、1@Ru/K-Al2O3-HLでは約77%、2@Ru/K-Al2O3-HLでは約88%の割合でNHCがRu表面に存在すると推察された。

Figure 1. (a) TGA curves for 1@Ru/K-Al2O3 and 1@Ru/K-Al2O3-HL. (b) TGA curves for 2@Ru/K-Al2O3 and 2@Ru/K-Al2O3-HL.

４．その他・特記事項（Others）
本研究は、JSPS Core-to-Core Programより支援を受け、ドイツMünster大学との共同研究により行われた。また、最先端・次世代研究開発支援プログラムおよび科研費（挑戦的萌芽）の支援を受けた。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) J. B. Ernst, S. Muratsugu, F. Wang, M. Tada, F. Glorius, J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 10718-10721.

６．関連特許（Patent）
(1) なし