| 研究課題/領域番号 |
18H01785
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
高垣 敦 九州大学, 工学研究院, 准教授 (30456157)
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| 研究分担者 |
吉田 真明 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授(テニュアトラック) (00582206)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 窒化ホウ素 / 固体塩基触媒 / ニトロアルドール反応 / 多孔質材料 / ボールミル / 二酸化炭素 / 熱分解 / B-K XAFS / 酸塩基触媒 / 構造解析 / 酸化的脱水素 / 触媒作用 |
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| 研究成果の概要 |
新しい固体酸塩基触媒として窒化ホウ素触媒を開発した。高結晶性の六方晶窒化ホウ素をボールミル処理するとアミノ基と水酸基が生成し、酸塩基両機能性を示した。弱塩基にもかかわらずニトロアルドール反応やクネーベナゲル縮合反応、低温グルコース異性化反応において優れた活性を示した。ホウ酸と尿素を用いて熱分解法により窒化ホウ素を合成した。熱分解法により合成した試料はいずれもミクロ孔を有し二酸化炭素を吸着できた。また出発原料の比を制御することで同時にメソ孔を有する多孔性となることがわかった。ニトロアルドール反応や二酸化炭素とエポキシドからの環状カーボネート合成に活性を示し、活性と細孔構造に良い相関が見られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラファイトと同様の結晶構造を有する窒化ホウ素は化学的に安定であるためこれまで自身が触媒として機能することは想定されていなかった。しかし、本研究により窒化ホウ素が酸塩基性を有する優れた固体触媒となることを明らかにした。ボールミル粉砕処理をすることで表面積が増大することに加え表面への官能基の導入に成功した。さらに、ホウ酸と窒素含有化合物を出発原料として用い熱分解法により窒化ホウ素を合成すると、二酸化炭素を吸着できるミクロ孔や物質拡散に効率的なメソ孔を同時に有する、新たな多孔質固体酸塩基触媒となることを見いだした。
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