由大阪大學研究生院副教授Keito Mitsuru領導的研究小組是世界上第一個利用自然界豐富的廉價低毒鐵成功開發出高活性和耐用液相加氫催化劑的研究小組。 。預計將開發不使用稀有金屬的下一代催化反應工藝。
鐵在地殼中含量豐富，由於成本低、毒性低，是一種頗具吸引力的催化材料，但在低於200℃的溫和液相反應條件下，其加氫反應活性極低。此外，傳統的鐵催化劑即使在微量氧氣存在下也容易被氧化和失去活性。因此，催化劑的處理和改進都比較困難，鐵基固體催化劑的開發進度也大大延後。
此次，研究團隊利用專有技術合成了磷化鐵奈米粒子（Fe2P NCs），由鐵和磷組成的磷化鐵製成。我們發現這些磷化鐵奈米顆粒可用作固體催化劑，在低於 200°C 的低溫下對工業上重要的腈加氫反應表現出高活性和耐久性。
此外，與傳統的鐵催化劑不同，磷化鐵奈米顆粒在大氣中穩定且易於處理，因此很容易改進催化劑。因此，當磷化鐵奈米顆粒與二氧化鈦（TiO2）複合時，磷化鐵奈米顆粒的加氫能力顯著提高。透過使用這種鐵催化劑（Fe2P NC/TiO2）對腈進行氫化，我們成功選擇性地合成了作為聚合物原料和醫藥中間體重要的各種胺。此外，反應後的催化劑可以透過離心輕鬆地從反應溶液中分離出來，並且可以在保持高活性的同時重複使用。
這項研究的結果表明，有可能用自然界豐富的廉價鐵來替代目前在許多催化反應過程中使用的稀有金屬，並擔心其使用由於耗盡或有毒而受到限制。
