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環境にやさしい化学実験:水を利用した還元反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17650247
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 科学教育
研究機関宮城工業高等専門学校

研究代表者

石山 純一  宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 教授 (80005529)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードMg、Al、Zn金属粉 / 水の分解 / 水素製造 / 選択的接触還元反応 / クリーンエネルギー / 遷移金属イオン / 中圧還元装置 / Mg, Al, Zn金属粉 / 水の分解反応 / 接触還元反応 / 水の硬度測定 / 超音波還元
研究概要

金属Mg、AlおよびZn粉にNiCl_2、RuCl_3、RhCl_3およびPdCl_2を添加して水の分解反応を検討したところ、水素発生速度の増加が認められた。これらの組み合わせにより、水溶媒中5-ヘキセン-2-オンの接触水素化を行った結果、条件により選択的に還元生成物が得られた。実験は、中圧還元フラスコにMg、AlとZn金属粉0.02[mol]と遷移金属塩化物0.05[mmol]を入れ、系内をアルゴン置換後、脱気超純水10[ml]と基質0.4[mmol]を注入し、中圧還元装置(Ar:0.15MPa)により還元反応を試みた。反応後、遠心分離により固形物と分離し、生成物をエーテル抽出した。ェーテル留去後,GLCにより分析した。生成物は、GC-MSにより同定した。反応後、金属の表面観察をした結果、表面に0価の遷移金属が析出していた。水素化反応は、MgとNiやPdイオンの組合せでは高選択的に飽和ケトンを生成したが、AlとNiイオンおよびZnとPdイオンの組合せでは、基質の異性化が起こった。また、MgやZnとRu、RhおよびPdイオンの組合せにおいて、水素化率はRh>Ru>Pdとなり、Rhが最も高い水素化活性を示した。さらに、MgとPdイオンの組合せでは、選択的に飽和ケトンを生成したが、ZnとPdイオンの組合せでは基質の異性化が起こり、MgやZnとRu、Rhイオンの組合せの場合には、飽和アルコールの生成が認められた。本研究により、金属Mg、Al、Zn粉と水の接触反応では、遷移金属イオンの添加により、常温において水素発生速度を制御しながら水素を製造し、その水素をin situで接触還元反応に応用できることを明らかにした。本研究は、水を利用した環境にやさしい化学実験であり、またクリーンエネルギーである水素の製造および利用方法として期待される。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] 水溶媒中Mg, Zn-RuCl_3, RhCl_3, PdCl_2の組合せによる5-ヘキセンー2-オンの水素化反応2007

    • 著者名/発表者名
      石山純一 他2名
    • 雑誌名

      日本化学会第87春季年会(2007)講演予稿集 1PA-083(CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 水溶媒中Mg, Al, Zn-NiCl_2, PdCl_2の組合せによる5-ヘキセンー2-オンの水素化反応2006

    • 著者名/発表者名
      石山純一 他3名
    • 雑誌名

      日本化学会第86春季年会(2006)講演予稿集 2PA-60(CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen Generation by Reaction of Water with Magnesium, Aluminum and Zinc Metal Particles2006

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi ISHIYAMA
    • 雑誌名

      Proceedings of PACIFICHEM 2005-Clean and Green Technologies Symposium (http://www.apfct.com/download/report/Poster%o20Session/647-2. pdf)電子ジャーナル #647

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 金属粉と水の反応から生成した水素による5-ヘキセン-2-オンの接触還元反応2005

    • 著者名/発表者名
      石山純一 他3名
    • 雑誌名

      平成17年度化学系学協会東北大会講演予稿集 2P123

      ページ: 250-250

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen generation by reaction of water with magnesium, aluminum and zinc metal particles2005

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi ISHIYAMA, et al.
    • 雑誌名

      2005 Pacifichem Meeting Abstract ENVR

      ページ: 647-647

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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