2015 Fiscal Year Annual Research Report
アニオン交換性層状希土類水酸化物を基盤とした新規固体触媒の設計と協奏機能の開拓
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25420824
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
原 孝佳 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60437358)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 層状希土類水酸化物 / 層状イットリウム水酸化物 / 層状ガドリニウム水酸化物 / 層状イッテルビウム水酸化物 / 固体塩基触媒 / インターカレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究では，アニオン交換能を有する層状希土類水酸化物の化学的・構造的特性を巧みに利用し，無機マトリックス内への複数の反応活性点を同時に集積するのみならず，層状構造を形成する基本層をも触媒活性点として機能させることを目的としている．希土類元素のなかで，Y(III)カチオンからなる層状水酸化物(Y-LRH)の合成に成功し，長鎖アルキルカルボン酸アニオンをピラーゲストとして導入し，層間隔の精密制御を施した触媒を合成した．層間隔を制御した触媒を用いて水溶媒中でのシアノ酢酸エチルとベンズアルデヒドとのクネベナーゲル縮合反応を行ったところ，酢酸アニオンを導入したY-LRH触媒(C2/Y-LRH)が特異的に高い触媒活性を示し，有効な個体塩基触媒として機能することがわかった．粉末X線回折結果より，水分子により層間隔が拡大したことから，高活性が発現した要因は，反応溶媒での層間距離の拡大であることがわかった．その他，Gd(III)およびYb(III)からなるC2/Gd-LRHあるいはC2/Yb-LRHも合成し，C2/Y-LRHと触媒性能を比較したところ，活性の大きな差異は見られなかったが，長鎖アルキルカルボン酸アニオンのインターカレーションによる層間隔の精密制御は可能であった．またY-LRHは，他の層状水酸化物と比較してアニオン交換速度が大きいことも明らかになり，これを利用した不安定なアニオン種，例えば高原子価マンガン種である過マンガン酸アニオンの導入についても検討を行った．
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