| 研究課題/領域番号 |
18K04825
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
長嶺 信輔 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30335583)
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| 研究分担者 |
引間 悠太 京都大学, 工学研究科, 助教 (50721362)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | Photocatalyst / Microreactor / 光触媒 / マイクロリアクター / グラファイト状窒化炭素 / グラファイト型窒化炭素 / 酸化鉄 / g-C3N4 / ２段階光励起 |
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| 研究成果の概要 |
エネルギー準位の異なる可視光応答性光触媒を用いた２基の酸化／還元場分割型マイクロリアクター間でレドックスメディエーター（Fe3+/Fe2+）を循環させ，個々のリアクターで酸化，還元反応を連続的に行う２段階光励起反応システムの開発を目指し研究を行った。酸化鉄を光触媒としたリアクターによりクエン酸の酸化とFe3+の還元を分割した流路で実現できた。グラファイト型窒化炭素（g-C3N4）によりFe2+の酸化，p-ニトロフェノールの還元が可能であることを確認した。２段階光励起反応システムの実現にはg-C3N4を用いた酸化／還元場分割型マイクロリアクターの性能向上が不可欠であり，さらなる検討が必要である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光触媒反応において可視光の利用効率を高める手段として，エネルギー準位の異なる２種類の光触媒に酸化／還元の役割を分割する２段階光励起法がある。２段階光励起法は主に液中に光触媒を分散させた回分式反応器を用いて行われており，反応プロセスの連続化，液体生成物の分離回収の２つの課題が残されている。本研究では，申請者の考案した酸化／還元分割型マイクロリアクターを用いた２段階光励起システムの構築に取り組み，光触媒としてFe2O3, g-C3N4がこのシステムに有効である可能性を見出した。この成果は２段階光励起プロセスにおける連続化，生成物の分離の実現に向けて意義深いものである。
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