[发明专利]金团簇催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金团簇催化剂，更详细而言，涉及能够以高选择性进行反应的金团簇催化剂。

背景技术

固体催化剂在20世纪初进行了工业化，之后对无机化工、煤化工、石油化工的发展做出了贡献。将固体催化剂以物质体系的形式大致区分时，成为以下的三种：用于石油的氢化脱硫的金属硫化物、用于不饱和烃的选择氧化的金属氧化物、用于净化汽车尾气的金属。其中，贵金属在氧化反应中还原反应中均可以使用，因此通用性高。尤其是，钯、铂是其代表。

金在贵金属之中是特别稳定的金属，一直认为其是缺乏催化剂的活性的金属，但本发明人在世界上领先发现了将其以直径为5nm以下的纳米颗粒的形式负载在卑金属氧化物上时，会显示优异的催化活性(非专利文献1)。在由室温下的CO氧化、葡萄糖水溶液的氧气氧化来合成葡糖酸、由氢与氧合成过氧化氢、由硝基苯来一锅合成偶氮苯等中，会发挥出钯、铂催化剂无法实现的高性能。

提出了各种使用这些贵金属的催化剂，例如在专利文献1和2等中提出了对特定的反应具有选择性的含贵金属催化剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-301470号公报

专利文献2：日本特开2007-90164号公报

非专利文献1：(M.Haruta，Chem.Lett.1987)

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述提案所述的催化剂尚无法以充分的选择性来控制反应，无法抑制副产物的生成并以高反应率获得目标物。因此现状是，期望开发出能够以高选择性控制反应的催化剂。

因此，本发明的目的在于，提供能够以高催化活性和选择性促进/控制化学反应的金团簇催化剂及其制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了消除上述课题而进行了深入研究的结果，关于金的纳米颗粒或团簇的催化活性、选择性，推测某种特定的直径、原子数可能特异性地发挥出卓越的性能，并进行了各种研究，结果发现：在将未利用有机配体等进行保护/稳定化的裸金的纳米颗粒和团簇分散/固定于金属氧化物、碳材料或高分子材料而成的催化剂中，通过选择最佳的直径或特定的原子数，能够获得对于各种化学反应而言卓越的催化活性和/或选择性，进一步进行研究的结果，成功地制造了尤其是负载仅由去除了有机配体的金原子构成的金团簇而成的金团簇催化剂，并且所述金团簇催化剂能够实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明提供以下的各发明。

1.一种金团簇催化剂，其特征在于，通过使利用有机配体进行稳定化而以规定原子数具有金原子的金团簇化合物在载体上负载多个后进行处理，使多个金原子集合而成的团簇负载在载体上，

前述团簇的粒径为10nm以下，前述团簇是基本上仅由金原子构成的团簇。

2.根据1所述的金团簇催化剂，其特征在于，前述基本上仅由金原子构成的团簇是前述有机配体的去除率为90重量％以上的团簇。

3.根据1或2所述的金团簇催化剂，其中，构成上述团簇的金原子的数量为选自由11、13、55、101、147组成的组中的数。

4.根据1～3中任一项所述的金团簇催化剂，其中，上述载体由氧化铈或氧化锆构成。

5.根据1～4中任一项所述的金团簇催化剂，其用作含氧原子有机化合物的氢化催化剂。

6.一种金团簇催化剂的制造方法，其为1所述的金团簇催化剂的制造方法，其中，在使利用有机配体进行稳定化而以规定原子数具有金原子的金团簇化合物在载体上负载多个后，进行氧等离子体处理的等离子体处理工序。

7.根据6所述的金团簇催化剂的制造方法，其特征在于，在进行前述等离子体处理工序后，进一步进行以100～800℃在空气中煅烧的煅烧工序。

发明的效果

本发明的金团簇催化剂能够以高选择性进行各种化合物的合成。

另外，本发明的金团簇催化剂的制造方法能够制造仅由金原子数得以控制且有机配体被去除的金原子构成的金团簇催化剂。

附图说明

图1是模式性地示出本发明的金团簇催化剂的制造中使用的氧等离子体处理装置的立体图。

图2是实施例1中得到的金团簇催化剂的电子显微镜照片(图面代用照片)。

图3是表示实施例1中得到的金团簇尺寸的柱状图。