2017 Fiscal Year Annual Research Report
The study of ammonia production catalyst for automatic fertilization using green chemistry technique
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15K00608
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
遠藤 智明 仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (60369915)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 三次元ボールミル / γ-シクロデキストリン / フラーレン / 包接錯体 / 蛍光スペクトル / アンモニア合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１)前年度、アンモニア合成の触媒であるバイキャップ型包接錯体((γ-CyD)2・C60)の合成に、三次元ボールミル（3dBM）が有効であることを見出した。本年は、3dBMを用いた錯体合成の最適条件の検討を、攪拌過程で試料をサンプリングし、UV-Vis分光光度計で定量的に解析することにより行った。攪拌時間に関しては、数グラムのスケールでは、約２時間の攪拌で、完全に錯体が形成できることを確認した。一方、C60とγ-CyDの原料の仕込みのモル比を変化させ、仕込み比による錯体の収率への影響を検討したところ、C60とγ-CyD を2:9のモル比で仕込んだ場合に、最も収率よくバイキャップ型錯体が形成されることを見い出した。攪拌で得られた粉体を一定量の水に溶かして濾過することによって錯体溶液を取得したが、γ-CyDの割合が増加するにつれて、溶液の色が薄紫から茶色に変化し、2:9の仕込み比が、2:10、2:11・・・となった場合でもさらに色が濃くなる現象が見られた。UVで比較すると2:9の場合に最大の錯体形成が見られており、視覚的な現象と異なったいた。この原因を解析したところ、γ-CyDが増えるにつれ、γ-CyDとC60との絡み合いによりC60が固体のままで水中に分散されている現象であることが判明した。
２) (γ-CyD)2・C60)錯体の水溶液とC60のヘキサン溶液の３次元蛍光スペクトルを測定し比較したところ、ほぼ同一の蛍光スペクトルが得られた。この結果、(γ-CyD)2・C60)錯体とC60は、同様の光感受性があると考えることができた。アンモニアの合成触媒として働く場合の電子状態を検討する重要なデータが得られた。
今後は、本研究をベースに、実験と理論の両面からアンモニアの生成効率を上げ、実用に耐えうる施肥装置として完成させたいと考えている。（特許出願１件）
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