2013 Fiscal Year Annual Research Report
金属ナノ粒子の精密修飾に基づく光触媒利用型ファインケミカル合成法の開発
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23360349
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平井 隆之 大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 教授 (80208800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白石 康浩 大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 准教授 (70343259)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 金属ナノ粒子 / 半導体酸化物 / 有機合成 / 白金 / 金 / 可視光 / 合金 |
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| Research Abstract |
金属ナノ粒子を半導体光触媒上へ修飾した新触媒により、光触媒反応と触媒反応からなる連続反応を進行させ、ファインケミカルを合成する有機合成プロセスを開発する。金属ナノ粒子の精密修飾により高度な連続反応を進行させるほか、異種金属を混合した合金サイトを形成させることにより高効率かつ高選択的な物質変換を達成する。これらの研究を通して、従来の触媒プロセスでは達成の困難な反応、例えば、アルコールとニトロ化合物からのイミン合成、アルコールを水素源とする脱ハロゲン化を、安価かつ安全な試薬を用いて、常温・常圧下、有害な廃棄物を出さずに進行させるクリーンプロセスを実現する。
平成25年度は、合金ナノ粒子を基盤とした可視光応答型光触媒の開発による選択的な物質変換に取り組み、以下の課題を達成した。1) Au-Cu合金ナノ粒子を二酸化チタン（TiO2）に担持した触媒を開発した。可視光照射下、本触媒によるアルコール類の酸素酸化反応を行うと、表面Cu種の酸化を抑制することが可能であり、合金効果により酸素酸化を極めて効率よく進めることを明らかにした。この効果はAu種のプラズモン光吸収により、酸化された表面Cu種を連続的に還元できるためであることを突き止めた。また、2) Pt-Cu合金ナノ粒子を持したTiO2に対して可視光照射を行うと、酸素酸化反応が極めて効率よく進行することを明らかにした。本触媒では、合金の可視光吸収によりTiO2への電子移動が速やかに起こる。これにともない、TiO2上で分子状酸素が効率よく還元され、酸素酸化が進行することを種々の分光分析により明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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