2015 Fiscal Year Research-status Report
階層構造を有する有機無機複合多孔体の作製と機能制御
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26420708
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
高橋 亮治 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (80292663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 文哉 愛媛大学, 理工学研究科, 助教 (00709488)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 触媒 / 多孔体 / シリカ / 活性炭 / 触媒担体 / アルミナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、階層構造を有する有機無機複合多孔体の作製と機能制御と題し研究を進めている。二年目は以下の3課題について研究を進め成果を得た。
A. 階層二元細孔構造を有する新規有機－無機複合体のモルフォロジーと機能性の設計。26年度はスチレンをシリカ多孔体の細孔内で重合する際の条件制御によって、複合体のモルフォロジー制御を実施した。27年度は複合体に官能基を導入するために、レゾルシノールとフォルムアルデヒドを重合した樹脂をシリカゲル内に成長させることによる複合体合成と細孔構造制御に成功した。
B. 複合体の炭化・アルカリ溶出による新規炭素多孔体の合成 レゾルシノール樹脂を複合化させたのち炭化・シリカ溶出することにより、細孔構造を制御しかつ効果的に官能基を導入可能な活性炭を得ることに成功した。特に、レゾルシノール樹脂は樹脂内に酸素を多く含み架橋度が高いことから、酸化処理をせずに炭化することができ、また、炭素収率も高く、各種官能基を導入できることから、シリカ－ポリスチレン系で作製した活性炭に官能基を導入するよりも、実用性の高いことが期待できる。導入官能基の定量と実用化における有効性についての検討を開始した。
C. 階層構造の有意性を実証する触媒活性評価 アルケンの異性化をモデル反応として触媒活性を進め、構造と活性の関係について詳細データを得た。平行して、階層構造の効果を確認するために、アルミナについても新しい手法で細孔構造を制御することに成功し、その形成過程及び構造特性について明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
A. 階層二元細孔構造を有する新規有機－無機複合体のモルフォロジーと機能性の設計。B. 複合体の炭化・アルカリ溶出による新規炭素多孔体の合成。
について、シリカ－レゾルシノール樹脂複合体の成功構造制御方法を確立したことにより、細孔構造の制御と表面官能基の効果的導入という二つの目的に沿う活性炭の作製法を確立した。金属担持による触媒調製・活性評価は当初の予定通り3年目の課題として実施する予定であり、順調に検討が進んでいる。
C. 階層構造の有意性を実証する触媒活性評価 アルケンの異性化反応の結果は、触媒の調整条件と活性に関して新しい知見を与えるものであり、アルコール脱水反応の結果とIRやXAFSの組み合わせによって、固体触媒の構造と活性の関係について、新しい提案をできる素地ができた。最終年度に分析を進めることによって、最終的な結論を導き出せることが期待できる。
また、アルミナの細孔構造制御方法を確立したことにより、多様な多孔体を合成し実用化の検討をすることを可能とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、シリカ-レゾルシノール樹脂複合体の構造制御について詳細を明らかにするとともに、炭化した活性炭中の官能基の導入量を定量して、その量と細孔構造を独立して制御できるように検討を進める。また、活性炭に金属を担持した触媒についてその活性評価を進める。
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| Causes of Carryover |
無理に使い切らずに結果として次年度使用額が発生したが、額は173円と全体の0.01%程度であり、計画の進行には問題ない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度交付予定額の0.01%程度であり、使用計画として大きな変更はない。
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