| 研究課題/領域番号 |
15560664
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
触媒・資源化学プロセス
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
藤田 進一郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80156869)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | 超臨界二酸化炭素 / 二酸化炭素の化学的固定化 / 個体塩基触媒 / 環状カーボネート / 炭酸ジメチル / 環状ウレタン / 環状ウレア / 化学的固定化 / 固体塩基触媒 / エポキシド / イオン性液体 / カーボネイト / エポキシ |
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| 研究概要 |
本研究では超臨界二酸化炭素を反応場かつ反応基質とし、種々の固体触媒を用いて二酸化炭素の化学的固定化を行い、超臨界二酸化炭素を溶媒かつ反応基質とした場合の特性を明らかにし、さらにこれを活性化する触媒を調製する案件を検討することを目的とする。
1.環状カーボネート合成:種々の合成スメクタイト触媒を用いプロピレンオキシドからプロピレンカーボネートを合成する反応を行い、強塩基サイトを多く持つスメクタイト触媒が活性・選択性が高いこと、触媒中のアルカリ量が触媒性能を支配することおよび二酸化炭素圧力の高い領域では活性・選択性が低下することを見出した。またCO_2付加に対する反応性が低いスチレンオキシドに有効な触媒を探査し、ルイス塩基(イミダゾリウム塩、第4級アンモニウム塩)とルイス酸(臭化亜鉛)の組合せで高活性・高選択的な触媒系が得られることを見出した。CO_2圧力の影響は触媒系により異なっていた。
2.炭酸ジメチル(DMC)一段合成:スメクタイト触媒を用いて、プロピレンオキシド、メタノールおよび二酸化炭素からのDMC一段合成を行い、強塩基点の多い触媒が反応に有効であることを示した。
3.環状ウレアおよび環状ウレタン合成:CO_2からの環状ウレアおよび環状ウレタン合成を無触媒で行なった。無触媒でも脂肪族ジアミンからは対応する環状ウレアを高収率で得られた。しかし、芳香族環状ウレアおよび環状ウレタン合成の収率はきわめて低く、これらの反応では触媒が必要であることが分かった。そこで後者の反応について触媒探査を行い、イミダゾリウム塩が有効であることを見出した。
4.スチレンの酸化的カルボキシル化:スチレン、CO_2および酸化剤からのスチレンカーボネート(SC)一段合成に対しテトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)が既報よりも高いSC収率を与えることを見出した。さらに触媒性能の向上を自指し、ZnBr_2-TBAB-Au/SiO_2の触媒系を用いること.で反応時間を短縮でき、またスチレンカーボネート収率も向上することを示した。
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