2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子による触媒反応に超臨界二酸化炭素の溶解特性を高度に活かした革新プロセス
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21560787
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
直江 一光 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 准教授 (00259912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 正直 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (80193655)
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| Keywords | ナノ粒子 / 触媒 / 超臨界二酸化炭素 / 分散性 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、ナノ粒子触媒の表面特性を様々なコーティング剤により改変することにより、超臨界二酸化炭素への溶解性を自在に制御できるナノ粒子触媒を調製し、高い反応効率と容易な触媒回収が両立した触媒反応システムの構築を目指すことである。本年度は、まず、(1)前年度試作した超臨界二酸化炭素へのナノ粒子触媒の溶解性測定システムを利用して、超臨界二酸化炭素へのナノ粒子触媒の溶解分散性の測定について検討を行った。結果として、超臨界二酸化炭素中におけるナノ粒子触媒の分散の様子を観察することができた。また、コーティング剤によって分散性に違いが見られることが明らかとなった。今後、圧力等の新たなパラメーターの導入によりナノ粒子の分散・溶解性の制御を目指したい。また、(2)触媒金属としてパラジウムに着目し、粒子調製時に様々なコーティング剤を導入することにより様々な表面特性を有するパラジウムナノ粒子の調製を行うとともに、調製したパラジウムナノ粒子の触媒活性を調べた。まず、いくつかのcross-coupling反応に着目し、それらのモデル反応系及び反応条件の探索を行なった。結果として、Suzuki-Miyaura反応、Mizoroki-Heck反応を選定し、まず有機溶媒中においてモデル化合物による反応を行なったところ、本研究で調製したパラジウムナノ粒子は上記のcross-coupling反応を効率良く触媒することが明らかとなった。また、コーティング剤濃度が触媒活性に及ぼす影響について検討したところ、コーティング剤濃度により反応活性は大きく変化し、触媒活性発現に最適なコーティング剤濃度が存在することが明らかとなった。
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