2011 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波による非平衡局所加熱を用いた革新的触媒反応系の構築
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22760598
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
塚原 保徳 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特任准教授 (10397713)
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| Keywords | マイクロ波 / 非平衡局所加熱 / 金属ナノ粒子 / 強磁性 / 複素透磁率 |
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| Research Abstract |
本研究目的は、マイクロ波による非平衡局所加熱を用いた革新的触媒反応系を構築することである。ターゲットは、有機合成化学反応において最も重要な反応である炭素-炭素形成反応を基軸とし、鈴木-宮浦カップリング反応などの検討を行う。触媒として、マイクロ波吸収能の指標である磁性損失係数の大きいナノ粒子を設計・合成し、触媒反応では、反応速度、活性化エネルギーを算出し、通常加熱法と比較することにより、マイクロ波の寄与を解明する。
H22年度は、計画通りマイクロ波吸収能の高いナノ触媒を設計・調製した。金属はニッケルを軸とし、マイクロ波浸透深度、触媒表面積、触媒分散能を考慮して、10-100nmのナノ触媒を設計した。
H22年度は、計画通りナノ触媒を用い、マイクロ波触媒反応系の構築を行った。炭素-炭素形成反応をターゲットとして、ナノ触媒の粒径依存性やマイクロ波照射条件を検討した。モードはシングルモードマイクロ波装置を用いた場合が最も効率が良かった。ニッケルナノ粒子触媒は、マイクロ波照射下において磁性損失により非平衡局所加熱を引き起こし触媒界面でバルク温度より高温状態を形成し、その結果として通常加熱に比べ短時間、高収率の革新的触媒反応系を築くことに成功した。
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