ネットワーク構造をもつ光触媒による小分子有機物の活性化

• Project/Area Number: 05855121
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工業物理化学
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山形 定 北海道大学, 工学部, 助手 (80220242)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1993: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 光触媒 / ゼオライト / エチレングリコール

Research Abstract

1.ネットワーク構造をもつ光触媒としてTiを骨格に含むゼオライトであるTS-1を、従来よりも結晶性良く短期間で合成することに成功し、従来法で合成したものと同様に光触媒活性を持っていることを確認した。
2.ネットワーク構造を持つ光触媒を用いて小分子を活性化し、さらに選択的に生成物を得るためにはこれらの小分子をネットワーク内の活性点で反応させることが必要である。本研究ではゼオライト外表面の活性点を同じ構造を持ちTiを含まないザオライトであるシリカライトで被覆することにより小分子のふるい分けを試みた。被覆により細孔内に侵入できると考えられるエチレングリコールも反応しなくなった。このことはシリカライト被覆が小分子の細孔内活性点へのアクセスをも不可能にしたことを示しており、次のような解釈が可能である。
(1)反応を水溶液内で行なっていることから、分子がゼオライトの細孔径より小さくても水和などのため細孔内にはいれない。
(2)被覆がゼオライト表面の活性点だけにとどまらず、ゼオライト細孔部分にも起こり、小分子も細孔内にアクセスできなくなった。
3.今回得られた結果より、TS-1の光触媒反応選択性を見るためには反応基質が単分子状態で存在する気相で反応を行わせることが必要である考えられる。気相で分子サイズの異なる物質の反応性をみることでシリカライト被覆が適正に行われているか否かの判断が可能となるであろう。
4.気相では熱を活性化エネルギーとして用いる通常の触媒反応がゼオライトに関しても数多く研究されている。これまでにそこで蓄積された研究結果と光触媒での結果を比較検討することにより、TS-1などのネットワーク構造をもつ光触媒に関する知見が深まると期待できる。