発表論文

2017年

“Highly selective and efficient photocatalytic reduction of nitrate in water by a tandem reaction system consisting of Pt/TiO2 and SnPd/Al2O3: A comparative study of the tandem reaction system with a typical semiconductor photocatalyst, SnPd/TiO2”
Jun Hirayama, Yuichi Kamiya
J. Catal., 348 (2017) 306-313. DOI: 10.1016/j.jcat.2016.12.019
Abstract

A tandem reaction system consisting of a photocatalyst (Pt/TiO2) and a non-photocatalyst (SnPd/Al2O3) promoted the reduction of NO3- into gaseous products (mainly N2) under light irradiation (> 300 nm) in the presence of glucose as a hole scavenger. Photocatalytic H2 evolution (2H+ + 2e- → H2) proceeded over Pt/TiO2, and conventional catalytic reduction of NO3- with H2 (NO3- +5/2H2 → 1/2N2 + 2H2O + OH-) occurred over SnPd/Al2O3. We optimized the loading amount of Pt on TiO2, the Sn/Pd ratio, the loading amount of SnPd on Al2O3, and the two catalyst dosages. The optimized tandem system gave a high reduction rate of NO3- and high selectivity for gas (94%) from the photocatalytic reduction of NO3- in water. On the other hand, a usual semiconductor photocatalyst SnPd/TiO2 with an optimized Sn/Pd ratio and an optimized loading amount of SnPd bimetal on TiO2 reduced NO3- at about two-thirds as fast as the tandem system and was less selective for gas (70%). The tandem system suppressed the wasted H2 formation, resulting in high light use efficiency for the NO3- reduction (95%), which is defined as the ratio of electrons consumed for NO3- reduction to the total number of electrons consumed for both NO3- reduction and photocatalytic H2 evolution, though the tandem and SnPd/TiO2 systems consumed about the same total number of electrons. The tandem system has two advantages: (i) the Pt/TiO2 and SnPd/Al2O3 subsystems can be separately designed to give highly efficient photocatalytic and catalytic reactions, respectively; and (ii) the reaction rates of photocatalytic and catalytic reactions can be easily controlled by changing the catalyst dosage in the reactor. Those advantages brought about a high reduction rate of NO3-, high selectivity for gas, and high light use efficiency for NO3- reduction in the photocatalytic reduction of NO3- in water.

“Al distribution and catalytic performance of ZSM-5 zeolites synthesized with various alcohols”
Turgen Biligetu, Yong Wang, Toshiki Nishitoba, Ryoichi Otomo, Sungsik Park, Hiroshi Mochizuki, Junko N. Kondo, Takashi Tatsumi, Toshiyuki Yokoi
J. Catal., 353 (2017) 1-10. DOI: 10.1016/j.jcat.2017.06.026

学会発表

2017年度

16th Korea-Japan Symposium on Catalysis & 3rd International Symposium of Institute for Catalysis（5月15日〜17日、札幌）
（口頭発表）金 “Catalytic Property of Silica-Supported 12-Tungstophosphoric Acid Modified with Organosilanes”
（ポスター発表）岩倉 “Selective Oxidation of Methacrolein over Strong Acid-Added Chromium Oxide Catalysts”
石油学会第66回研究発表会（5月23日〜24日、東京）
（口頭発表）神谷 “酸を添加したシリカ担持クロム酸化物触媒によるメタクロレイン選択酸化”
日本化学会北海道支部2018年夏季研究発表会（7月22日、旭川）
（口頭発表）大友 “固相合成した低次チタン酸化物の触媒機能”
（口頭発表）長尾 “部分水素還元した金属酸化物の触媒特性”
（口頭発表）橋本 “異元素で置換した 鉄系ペロブスカイト型酸化物の酸化触媒特性”
（口頭発表）山口 “金属リン酸塩を触媒に用いた多価アルコールの脱水反応”
（口頭発表）吉田 “水中過塩素酸イオンを水素化分解する担持金属触媒の探索”
第57回オーロラセミナー（7月23日〜24日、東神楽）
（ポスター発表）長尾 “部分水素還元した金属酸化物の触媒特性”
（ポスター発表）橋本 “異元素で部分置換した鉄系ペロブスカイト型酸化物のメタン酸化触媒特性”
第120回触媒討論会（9月12日〜14日、松山）
（口頭発表）相馬 “Sn/Al2O3とPd/Al2O3を共分散した反応系による水中硝酸イオン還元”
（口頭発表）染谷 “さまざな方法で合成した Hf-Betaのルイス酸触媒特性”
（口頭発表）保田 “12-モリブドリン酸を触媒とするメタクロレイン選択酸化反応に対する水蒸気の作用機構”
（口頭発表）岩倉 “タングストリン酸を添加したシリカ担持クロム酸化物触媒によるメタクロレイン選択酸化”
（口頭発表）大友 “低次チタン酸化物の酸塩基性質と触媒機能”
第47回石油・石油化学討論会（11月16日〜17日、鳥取）
（口頭発表）大友 “Bサイト原子を部分置換した鉄系ペロブスカイト型酸化物触媒を用いた低級炭化水素の酸化”
第33回ゼオライト研究発表会（11月30日〜12月1日、岐阜）
（口頭発表）染谷 “フッ素含有Hf-Betaのポスト合成およびそのルイス酸触媒特性”
化学系学協会北海道支部2018年冬季研究発表会（1月16日〜17日、札幌）
（口頭発表）小船 “アルミナ担持亜鉛-ニッケル触媒による水中硝酸イオンの窒素への選択還元”
（口頭発表）祝迫 “BPO4を固体酸触媒に用いたプロパンジオールの脱水反応”
（口頭発表）十川 “酸化コバルト触媒による水中NH4+オゾン酸化の反応経路”
16th Japan-Taiwan Joint Symposium on Catalysis（1月29日〜31日、京都）
（招待講演）神谷 “Catalytic Reduction of Nitrate for Purification of Actually Polluted Groundwater”
Symposium on Nanomaterials for Environmental Purification and Energy Conversion（2月20日〜21日、札幌）
（招待講演）神谷 “Catalytic reduction of nitrate toward purification of actually polluted groundwater”
第121回触媒討論会（3月22日〜23日、東京）
（口頭発表）金 “アミドの加水分解による近接した酸点-塩基点の構築”

表彰