2017 Fiscal Year Annual Research Report
自然エネルギー（光・熱）で機能する光触媒の創製と連続的高難度物質変換
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17H03462
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
古南 博 近畿大学, 理工学部, 教授 (00257966)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 物質変換 / バイオマス / メタルフリー / 水素フリー / 可視光 / 水素化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可視光応答型光触媒を物質変換（有用な物質の合成）に適用した研究は、水分解や環境応用研究と比べると非常に少ない。本研究では、ａ）高難度選択的物質変換【部分酸化、部分水素化、化学選択的反応、ジアステレオ選択反応】、ｂ）自然エネルギー（光・熱）の利用【可視光応答型光触媒の金属ナノ粒子による機能化、光触媒反応における熱加速効果】、ｃ）流通法による連続生産【気相および液相流通型光触媒反応器】を研究キーワードに掲げ、この高難度な研究に挑戦する。平成29年度は、ａ）の高難度選択的物質変換系の開拓、および、これを可視光下で駆動する光触媒の開発を重点的に実施し、以下の成果を得た。
【１】メタルフリー、H2フリー条件下、TiO2光触媒によるフルフラールからフルフリルアルコールへの選択的還元反応に成功し、光触媒反応の還元・酸化反応を利用したバイオマス由来化合物のダブルアップグレードの可能性を示した。
【２】アルコール溶媒中、Pdを助触媒として用い、水素を使用しないフランの光触媒的水素化反応に成功した。酸素含有ヘテロ環化合物中の不飽和結合への水素化反応が可能であることを明らかにした。
【３】Rh-TiO2による光誘起核水素化反応により安息香酸からシクロヘキサンカルボン酸を合成することに成功した。また、本系はH2を使用しない常温常圧下において反応し、また、水を溶媒として用いる環境負荷の低い反応系である。さらに、基質の光触媒上への吸着が反応特性に大きな影響を与えるという、単純であるが重要な知見を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、ａ）高難度選択的物質変換【部分酸化、部分水素化、化学選択的反応、ジアステレオ選択反応】、ｂ）自然エネルギー（光・熱）の利用【可視光応答型光触媒の金属ナノ粒子による機能化、光触媒反応における熱加速効果】、ｃ）流通法による連続生産【気相および液相流通型光触媒反応器】を研究キーワードに掲げ、この高難度な研究に挑戦する。今年度は、ａ）の高難度選択的物質変換系の開拓、および、これを可視光下で駆動する光触媒の開発を重点的に実施し、以下の成果を得た。平成29年度においては、ａ）の高難度選択的物質変換系の開拓、および、これを可視光下で駆動する光触媒の開発を重点的に実施し、多くの成果を得ることができた。また、ｂ）およびｃ）について、予備実験を開始し、いずれも良好な結果が得られている。以上の理由により、現在までの進捗状況を、（２）おおむね順調に進展している、と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に引き続き、ａ）高難度選択的物質変換【部分酸化、部分水素化、化学選択的反応、ジアステレオ選択反応】、ｂ）自然エネルギー（光・熱）の利用【可視光応答型光触媒の金属ナノ粒子による機能化、光触媒反応における熱加速効果】、ｃ）流通法による連続生産【気相および液相流通型光触媒反応器】を研究キーワードに掲げ、この高難度な研究に挑戦する。
ａ）さらに高難度な物質変換反応を開拓する。
ｂ）ａ）で開発した反応系を自然エネルギーを使って加速する。
ｃ）流通式反応器を開発し、ａ）で開発した反応系の連続反応を試みる。
ｂ）およびｃ）について、予備実験を開始し、いずれも良好な結果が得られている。
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