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コアシェル型多機能集積触媒の作製と高効率one-pot反応への応用

Research Project

Project/Area Number 12J03276
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

岡田 周祐  大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsワンポット反応 / コアシェル触媒 / 過酸化水素直接合成 / Pd触媒 / Ti含有メソポーラスシリカ
Research Abstract

一つの容器内で複数の反応を同時進行させる"ワンポット反応"は省エネルギーな反応方法として近年注目されている.本年度はワンポット反応の高効率化を目的とし、コアシェル触媒の作製、およびコアシェル触媒のワンポット反応特性について検討を行った。具体的にはPd触媒による過酸化水素合成と生成した過酸化水素を利用したTi含有メソポーラスシリカ触媒によるスルフィドの酸化反応からなるワンポット酸化反応について、Pd/SiO_2@Ti含有メソポーラスシリカコアシェル触媒を作製し、コアシェル構造によるワンポット酸化反応の高効率化について検討した。Pd/SiO_2@Ti含有メソポーラスシリカは球状シリカ粒子にPd粒子を無電解析出法により担持し、これにTi含有メソポーラスシリカシェルを形成することで作製した。TEM観察や窒素吸脱着測定等により、意図したコアシェル構造となっていることを確認した。ワンポット酸化反応評価の結果、コアシェル触媒は従来触媒(Ti含有多孔質シリカにPd触媒を担持した触媒)に対し3倍以上の反応活性を示し、コアシェル構造がワンポット反応に有効な構造であることを明らかにした。また、シェル部分について、細孔径やシェルの厚みを制御することで反応活性のさらなる向上に成功した他、フェノールのワンポット酸化反応においても同様にコアシェル構造が有効であるなど、汎用性の確認も行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画していた,コアシェル構造の精密制御によるワンポット反応の高効率化や,汎用性の確認を達成できた.また,フェノールのワンポット酸化おいては,反応条件によってはフェノールから2-シクロヘキセン1-オンが生成することを発見するなど,新規な知見を見出すことにも成功した.

Strategy for Future Research Activity

研究者の博士課程修了と就職により,本研究は一旦終了となる.シェル構造の制御だけでなくコア材の変更や,ワンポット反応の多段化,ワンポットエポキシ化への応用など,研究課題は多く残っており,いずれ再開の予定である.

Report

(1 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] An electroless deposition technique for the synthesis of highly active and nano-sized Pd particles on silica nanosphere2012

    • Author(s)
      岡田周祐
    • Journal Title

      Catalysis Today

      Volume: 185 Issue: 1 Pages: 109-112

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2011.08.014

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Design of Pd/Si02@Ti-containing Mesoporous Silica Core-shell Catalyst for Efficient One-pot Oxidation Using In situ Produced H2022012

    • Author(s)
      岡田 周祐
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 116 Issue: 27 Pages: 14360-14367

    • DOI

      10.1021/jp3025073

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogenation of Phenol Using Silica・Supported Pd and PdAu Catalysts in the Presence of H2 and 022012

    • Author(s)
      岡田周祐
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 9 Pages: 1057-1059

    • DOI

      10.1246/bcsj.20120118

    • NAID

      130004153111

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effcient One-pot Oxidation Reaction by Designing Pd/Si02@Ti-containing Mesoporous Silica Core-shell Catalyst2012

    • Author(s)
      岡田周祐
    • Organizer
      International Symposium on Zeolites and MicroPorous Crystals (ZMPC2012)
    • Place of Presentation
      アステールプラザ(広島県 広島市)
    • Year and Date
      2012-07-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of Pd/Si02@Ti-containing Mesoporous Silica Core-shell Catalyst and Application to Effcient One-pot Reaction2012

    • Author(s)
      岡田周祐
    • Organizer
      15th international Congress on Catalysis 2012(15th ICC)
    • Place of Presentation
      International Congress Center Munchen(Munchen, Germany)
    • Year and Date
      2012-07-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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