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Development of layered silicate catalysts for valorization of polyether wastes with carbon dioxide

Research Project

Project/Area Number 16K14480
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Catalyst/Resource chemical process
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Maeno Zen  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (30721154)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsグリーンケミストリー / 解重合 / C-O結合 / ポリマー廃棄物 / 層状粘土化合物 / 固体酸触媒 / 資源リサイクル / ポリエーテル / 解重合反応 / 水溶性高分子 / エステル類 / テトラリン類 / C-O結合開裂 / 層状固体酸触媒 / 二酸化炭素 / 固体触媒
Outline of Final Research Achievements

The novel depolymerization reactions were successfully developed using cation-exchanged montmorillonites as layered solid acid catalysts. In the depolymerization of polyethers with carboxylic acid derivatives, diverse polyether compounds, such as high-molecular-weight PEG and nonionic PEG surfactants, were converted to valuable esters. The combination of this depolymerization with the synthetic method of carboxylic acid derivatives from carbon dioxide would provide a promising technology for valorization of polymer wastes and carbon dioxide. Spectroscopic studies revealed that interlayer nanospaces of the montmorillonite catalysts have high compatibility with polyether compounds, allowing the efficient depolymerizations on the acid sites. Based on the above catalytic activity and compatibility, we proposed a new protocol for capture of polyether wastes in water and its utilization.

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Synthesis of glycol diesters through the depolymerization of polyethylene glycols with carboxylic acids using a proton-exchanged montmorillonite catalyst2018

    • Author(s)
      Maeno Zen、Midogochi Kaoru、Mitsudome Takato、Mizugaki Tomoo、Jitsukawa Koichiro
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 59 Issue: 9 Pages: 832-835

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2018.01.056

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  • [Journal Article] Effective management of polyethers through depolymerization to symmetric and unsymmetric glycol diesters using a proton-exchanged montmorillonite catalyst2017

    • Author(s)
      Maeno Zen、Yamada Shota、Mitsudome Takato、Mizugaki Tomoo、Jitsukawa Koichiro
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 19 Issue: 11 Pages: 2612-2619

    • DOI

      10.1039/c7gc00817a

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    • Author(s)
      Z. Maeno, H. Torii, S. Yamada, T. Mitsudome, T. Mizugaki, Koichiro Jitsukawa
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 6 Issue: 92 Pages: 89231-89233

    • DOI

      10.1039/c6ra20864a

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  • [Journal Article] Green, Multi-Gram One-Step Synthesis of Core-Shell Nanocomposites in Water and Their Catalytic Application to Chemoselective Hydrogenations2016

    • Author(s)
      Teppei Urayama, Takato Mitsudome, Zen Maeno, Tomoo Mizugaki, Koichiro Jitsukawa, Kiyotomi Kaneda
    • Journal Title

      Chemistry A European Journal

      Volume: 22 Issue: 50 Pages: 17962-17966

    • DOI

      10.1002/chem.201604763

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    • Author(s)
      T. Mitsudome, T. Urayama, T. Kiyohiro, Z. Maeno, T. Mizugaki, K. Jitsukawa, K. Kaneda
    • Journal Title

      Sci. Rep

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 37682-37682

    • DOI

      10.1038/srep37682

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    • Author(s)
      Zen Maeno; Shota Yamada; Takato Mitsudome; Tomoo Mizugaki; Koichiro Jitsukawa
    • Journal Title

      Chemistry Select

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 201-204

    • DOI

      10.1002/slct.201600052

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      前野 禅・山田翔太・満留敬人・水垣共雄・實川浩一郎
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      第119回触媒討論会
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      首都大学東京(東京都八王子市)
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      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
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      日本化学会 97回春季年会
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      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
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      2017-03-18
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      日本化学会 97回春季年会
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      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
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      2017-03-18
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      満留敬人・浦山鉄平・前野禅・水垣共雄・實川浩一郎・金田清臣
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      日本化学会 97回春季年会
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      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
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      日本化学会 97回春季年会
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      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
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      2017-03-16
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      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
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      日本化学会 97回春季年会
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      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
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      2017-03-16
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      2016-09-21
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      前野禅・山田翔太・満留敬人・水垣共雄・實川浩一郎
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      岩手大学(岩手県盛岡市)
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      2016-09-21
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      2016-08-30
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      Teppei Urayama,Takato Mitsudome, Zen Maeno, Tomoo Mizugaki, Koichiro Jitsukawa, Kiyotomi Kaneda
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      252nd American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      Pennsylvania Convention Center(Philadelphia, PA/USA)
    • Year and Date
      2016-08-24
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    • Author(s)
      Zen Maeno, Shota Yamada, Takato Mitsudome, Tomoo Mizugaki, Koichiro Jitsukaswa
    • Organizer
      Novel Catalysts for Energy and Environmental Issues
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-07-01
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      水垣共雄・東郷渓都・前野 禅・満留敬人・實川浩一郎・金田 清臣
    • Organizer
      International Symposium on Catalytic Conversions of Biomass (ISCCB-2016)
    • Place of Presentation
      NTUH International Convention Center(台湾・台北市)
    • Year and Date
      2016-06-29
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  • [Presentation] 固定化ルテニウム触媒を用いたテトラメチルビフェノールの環境調和型ワンポット合成2016

    • Author(s)
      前野禅・満留敬人・水垣共雄・實川浩一郎
    • Organizer
      第5回 JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      ANAクラウンプラザホテル神戸(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-06-02
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    • Author(s)
      山田翔太・水垣共雄・前野禅・満留敬人・實川浩一郎・金田清臣
    • Organizer
      第5回 JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      ANAクラウンプラザホテル神戸(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-06-02
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  • [Remarks] 日本化学会第98回年会において、優秀講演賞(学術)を受賞

    • URL

      http://www.cheng.es.osaka-u.ac.jp/jitsukawalabo/topics/2095.html

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Published: 2016-04-21   Modified: 2019-03-29  

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