2021 Fiscal Year Annual Research Report
物質の吸収・吸着・保持能を生かした機能性ゲル触媒の創製
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19K05137
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
徳山 英昭 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10363029)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高分子ゲル / 触媒 / 金属ナノ粒子 / 酵母 / 微生物 / 反応工学 / 吸着 / 吸収 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ゲルの構造上の特徴である溶媒吸収能および高分子構造の選択の自由度が高いことを生かした物質吸着能を付与して、ゲル内部に特異な新規反応場を形成することを提案・実現し、反応の速度および選択性の向上などの性能を飛躍的に強化した機能性ゲル触媒の創製に取り組んでいる。そして、社会実装に繋がる化学工業・環境・バイオエネルギー分野で有用な種々の反応系のそれぞれに対して、物質の吸収・吸着能や活性部位（酸性官能基、金属ナノ粒子、生体触媒など）の有効な保持能を創意工夫したゲル触媒を開発する。
①バイオディーゼル燃料（BDF）製造のためのゲル酸触媒の開発：前年度までに研究は完成しており、成果発表（論文と学会）を行った。さらに研究を発展させて、グラフトポリマー酸触媒の開発と応用について検討し、成果を学会発表した。
②金属ナノ粒子担持ゲル触媒の作製技術の確立と有機合成反応への応用：Auナノ粒子担持ゲル触媒を開発して、p-nitrophenolの還元反応特性を明らかにした。反応速度解析を詳細に行い、この種の触媒材料の設計指針を確立した。成果を論文発表した。
③エタノール発酵のための酵母固定化多孔質ゲルの開発：前年度までに研究は完成しており、成果を論文発表した。さらに研究を発展させて、ゲルの高強度化と多孔質構造の制御を実現する、既製品のスポンジと多孔質ゲルの複合材料の開発と発酵特性評価を行った。
④N2O生成反応のための微生物/Cu固定化ゲルの開発：ポリエチレンイミンを含んだsemi-IPNゲルを開発した。狙っていた、微生物が触媒するアンモニアからのNH2OHの生成反応、および不安定なNH2OHを基質としCuが触媒するN2O生成反応の逐次反応の実現は困難だった。当初の予定を変更し、当該ゲルを有機合成反応の触媒に応用する検討を進めて一定の成果を得た。
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