| Project/Area Number |
17650247
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Science education
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| Research Institution | Miyagi National College of Technology |
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Principal Investigator |
石山 純一 宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 教授 (80005529)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | Mg、Al、Zn金属粉 / 水の分解 / 水素製造 / 選択的接触還元反応 / クリーンエネルギー / 遷移金属イオン / 中圧還元装置 / Mg, Al, Zn金属粉 / 水の分解反応 / 接触還元反応 / 水の硬度測定 / 超音波還元 |
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| Research Abstract |
金属Mg、AlおよびZn粉にNiCl_2、RuCl_3、RhCl_3およびPdCl_2を添加して水の分解反応を検討したところ、水素発生速度の増加が認められた。これらの組み合わせにより、水溶媒中5-ヘキセン-2-オンの接触水素化を行った結果、条件により選択的に還元生成物が得られた。実験は、中圧還元フラスコにMg、AlとZn金属粉0.02[mol]と遷移金属塩化物0.05[mmol]を入れ、系内をアルゴン置換後、脱気超純水10[ml]と基質0.4[mmol]を注入し、中圧還元装置(Ar:0.15MPa)により還元反応を試みた。反応後、遠心分離により固形物と分離し、生成物をエーテル抽出した。ェーテル留去後,GLCにより分析した。生成物は、GC-MSにより同定した。反応後、金属の表面観察をした結果、表面に0価の遷移金属が析出していた。水素化反応は、MgとNiやPdイオンの組合せでは高選択的に飽和ケトンを生成したが、AlとNiイオンおよびZnとPdイオンの組合せでは、基質の異性化が起こった。また、MgやZnとRu、RhおよびPdイオンの組合せにおいて、水素化率はRh>Ru>Pdとなり、Rhが最も高い水素化活性を示した。さらに、MgとPdイオンの組合せでは、選択的に飽和ケトンを生成したが、ZnとPdイオンの組合せでは基質の異性化が起こり、MgやZnとRu、Rhイオンの組合せの場合には、飽和アルコールの生成が認められた。本研究により、金属Mg、Al、Zn粉と水の接触反応では、遷移金属イオンの添加により、常温において水素発生速度を制御しながら水素を製造し、その水素をin situで接触還元反応に応用できることを明らかにした。本研究は、水を利用した環境にやさしい化学実験であり、またクリーンエネルギーである水素の製造および利用方法として期待される。
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