2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photocatalytic microreactor with separated oxidation/reduction channels
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15K14214
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
長嶺 信輔 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30335583)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光触媒 / マイクロリアクター / チタニアナノチューブ / 陽極酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光触媒を金属板の片面に固定化した基板を介して、酸化／還元場を２つの独立した流路に分割した２層型光触媒マイクロリアクターの開発を目的としている。光触媒側流路への光照射により正孔と電子が生成し、電子が金属板を経由してもう一方の流路に移動し、光触媒側流路で正孔による酸化反応、金属側流路で電子による還元反応が進行することを期待している。平成27年度までに、市販の酸化チタンナノ粒子を金属チタン板に塗布した基板を用いた２層型マイクロリアクターにより、酸化チタン側流路でクエン酸の酸化、金属チタン側流路で鉄(III)イオンの還元を行い、正孔と電子の分割により酸化／還元反応を異なる流路で選択的に行うというコンセプトの実現可能性を実証した。
平成28年度は、上記の２層型マイクロリアクターの実証試験と並行して、マイクロリアクターの部材となりうる酸化チタンナノチューブ／金属チタン基板の作製、構造制御について検討を行った。フッ化物イオンを含む電解液中での金属チタン板の陽極酸化により、チタン板表面に酸化チタンナノチューブアレイを作製し、印加電圧、処理時間によるチューブ径、長さの制御を行った。得られた酸化チタンナノチューブ／金属チタン基板を流路壁としたマイクロリアクターを作製し、p-ニトロフェノールの光触媒還元によるp-アミノフェノールの生成反応を実施し、チタニアナノチューブアレイの長さ、表面積の増大によりリアクターの性能が向上することを示した。この基板を用いた２層型マイクロリアクターにより、前述のクエン酸の酸化／鉄(III)イオンの還元が可能であることを確認しており、種々の有機化合物の酸化／還元反応への適用について研究を継続していく予定である。
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Research Products
(3 results)
