2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of catalyst-loaded microcapsule reactor for light driven reactions
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26420777
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
古澤 毅 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50375523)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | カプセル型マイクロリアクター / 触媒 / 光熱変換物質 / 光触媒 / 液相反応 / 膜改質 / 光エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CaO/光熱変換物質内包カプセルを用いた光エネルギー駆動型BDF合成反応に関して、様々な因子(膜改質の有無, 照射する光の光量, 内包する光熱変換物質の濃度, 光熱変換物質の種類, 反応時間)が反応物・生成物の透過速度、BDF合成速度、および活性種の溶出程度へ与える影響を検討した結果、CaO(100mg/mL)/活性炭(0.5mg/mL)内包アルギン酸カプセルが最良の触媒系であることが分かった。同カプセル型マイクロリアクターを用いて光量3.6Wの条件下でBDF合成反応を行うと、カプセル破損率53%(撹拌による破損率25～30%も含む)、Ca溶出率0.4%以下、高いBDF収率(1時間：60%, 6時間：90%以上)を達成し、光エネルギー駆動型BDF合成用カプセル型マイクロリアクターの構築に成功した。
次に、光触媒内包カプセルを用いたメチルオレンジの分解反応に関して、様々な因子(膜改質の有無、光触媒の内包濃度、投入カプセル量、および光触媒の種類)がメチルオレンジの透過速度および分解速度へ与える影響を検討した結果、二重アルギン酸膜をメチルオレンジが透過する速度は十分に早く、カプセル内部の光触媒上での分解反応が律速段階であることが分かった。また、粉末で用いた際に高活性を示す光触媒へと変更すると、カプセル内包後の分解特性も向上することが分かった。すなわち、内包する光触媒を適切に選定すれば、新規触媒系を構築できる可能性を示した。
最後に、固体酸触媒内包カプセルを用いたオレイン酸のエステル化反応に関して、膜改質、固体酸触媒の種類など様々な因子を変更し、光エネルギー駆動型マイクロリアクターの構築を試みているが、生成物(特に副生する水)のカプセル外への透過速度を確保する課題を解決できておらず、更なる検討が必要であると考えている。
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| Remarks |
http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/lab/funtai/
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