2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of layered silicate catalysts for valorization of polyether wastes with carbon dioxide
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16K14480
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
前野 禅 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (30721154)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、汎用水溶性高分子の一つであるポリエーテルの解重合反応により、有用化成品を合成する手法を開発することに成功した。層状粘土化合物であるモンモリロナイトの層間ナトリウムカチオンを他のカチオン種と交換すると、上記解重合反応を効率良く促進する層状固体酸触媒として機能する。例えば、チタンカチオン交換型モンモリロナイト触媒は、ポリ（テトラメチレングリコール）をC4原料とする芳香族化合物のアルキル化反応を促進し、対応するテトラリンを与える。また、プロトン交換型モンモリロナイト触媒を用いると、種々のカルボン酸誘導体を試剤とするポリエテール類の解重合反応が効率良く進行し、対応する様々なエステル類を高収率で合成できる。本触媒系は、様々な分子量や骨格のポリエーテル化合物を原料として用いることができる。これら層状固体酸触媒は、反応後容易に生成物から分離回収でき、活性の大きな低下なく数回の再使用が可能であった。加えては、モンモリロナイトの吸着能を利用することで、水溶液中のポリエーテル系界面活性剤を99%以上回収し、解重合によりエステル類へと変換することにも成功した。種々の分光学的解析から、ポリエーテル分子は酸点の存在する触媒の層間へ速やかに取り込まれることで、効率良く解重合反応が進行することを明らかにした。上記の研究成果は、未利用廃棄物の新たな有効利用方法を提供するものであり、環境調和型化学プロセスの構築に貢献できる。
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