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炭化水素の炭素-水素結合の活性化に向けた高機能金属ナノクラスターの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14231
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

植竹 裕太  大阪大学, 工学研究科, 特任助教(常勤) (10755440)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード水酸化フラーレン / 金属ナノ粒子 / 酸化反応 / 酸素還元反応 / 水分散性コロイド / 触媒的酸化反応 / ナノ合成 / XAFS / XPS / 接触還元 / 水溶化 / 金属ナノクラスター / 不活性結合活性化 / 炭化水素
研究成果の概要

水酸化フラーレンを保護分子とした新しいナノ粒子触媒の開発と、それを用いた化学変換反応の開発を行った。溶液中で化学還元することで、金、白金、パラジウム、ロジウムナノ粒子の調製に成功した。得られたナノ粒子は水分散性のコロイドを形成し、高い安定性を示すことがわかった。特に金触媒、白金触媒は有機化合物の酸化反応に対して高い触媒活性を示すことがわかった。また、貴金属だけでなく卑金属酸化物のナノ粒子を調製することにも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

通常金属ナノ粒子を調製するためにはナノ粒子同士の凝集を防ぐため、それを保護する化合物を添加する必要があり、一般には高分子や固体担体、配位子などが用いられる。一方で、水酸化フラーレンは弱い配位力をもつ「分子」であるにもかかわらず効果的にナノ粒子を安定化できる分子性サーファクタントとして機能するため学術的に興味深い。また、有用な化学反応を触媒するだけでなく、貴金属ナノ粒子が完全に水に分散するため、インクジェットプリンティングなどを活用した微細配線などへの応用も期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件)

  • [国際共同研究] Mahidol University(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Gold Nanoparticles Stabilized by Molecular Fullerenols2020

    • 著者名/発表者名
      Kokubo Ken、Espejo Cabello Mark Kristan、Sato Nozomi、Uetake Yuta、Sakurai Hidehiro
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 6 号: 4 ページ: 524-528

    • DOI

      10.1002/cnma.201900778

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective Oxidative Hydroxylation of Arylboronic Acids by Colloidal Nanogold Catalyzed In Situ Generation of H2O2 from Alcohols under Aerobic Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Vinsen、Uetake Yuta、Sakurai Hidehiro
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 号: 2 ページ: 299-301

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190265

    • NAID

      130007798338

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] クエン酸変性CNFに担持された金属ナノ粒子のサイズ選択的調製と空気酸化反応への応用2020

    • 著者名/発表者名
      植竹裕太、Chutimasakul Threeraphat、Jonggol Tantirungrotechai、麻生隆彬、宇山 浩、櫻井英博
    • 学会等名
      日本化学会 第100回春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen transfer type aromatization catalyzed by Au/Pd nanoalloy supported on layered double hydroxide2020

    • 著者名/発表者名
      Chaoyu Wang, Yuta Uetake, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      日本化学会 第100回春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Metal Nanoclusters Stabilized by Fullerenol and their Catalytic Activities for Hydrogenation2019

    • 著者名/発表者名
      Mark Kristan Espejo Cabello, Nozomi Sato, Yuta Uetake, Ken Kokubo, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      34th Philippine Chemistry Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of nanometal catalyst supported on citric acid-modified cellulose nanofiber2019

    • 著者名/発表者名
      Chutimasakul Threeraphat, Yuta Uetake, Taka-aki Asoh, Jonngol Tantirungrotechai, Hiroshi Uyama, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Stabilization of Transition Metal Nanoclusters by Fullerenol and Their Catalytic Hydrogenation Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Mark Kristan Espejo Cabello, Nozomi Sato, Yuta Uetake, Ken Kokubo, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      The 18th International Symposium of Novel Aromatic Compounds (ISNA-18)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Size-selective Preparation of Au:Chitosan Nanoclusters2019

    • 著者名/発表者名
      Nazgul Sabirgalieva, Yuka Motohashi, Yuta Uetake, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Nanomaterials and Advanced Energy Storage Systems (INESS-2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クエン酸変性セルロースナノファイバーに担持された金属ナノクラスターのサイズ制御2019

    • 著者名/発表者名
      植竹裕太, Chutimasakul Threeraphat, Jonggol Tantirungrotechai, 麻生隆彬, 宇山浩, 櫻井英博
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クエン酸変性セルロースナノファイバー担持Au/Pd合金ナノクラスターの調製2019

    • 著者名/発表者名
      河村卓哉, Chutimasakul Threeraphat, Jonggol Tantirungrotechai, 麻生隆彬, 宇山浩, 植竹裕太, 櫻井英博
    • 学会等名
      第9回CSj化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 工業的応用を指向したAu/Pd合金ナノクラスター触媒によるウルマンカップリング反応2019

    • 著者名/発表者名
      木林直人, 岡嵜辰馬, 植竹裕太, 櫻井英博
    • 学会等名
      第9回CSj化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and properties of colloidal transition-metal nanoclusters stabilized by fullerenol2019

    • 著者名/発表者名
      Mark Kristan Espejo Cabello, Nozomi Sato, Yuta Uetake, Ken Kokubo, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Size-Selective Preparation of Au:Chitosan Nanoclusters2019

    • 著者名/発表者名
      Nazgul Zhexembayeva, Yuka Motohashi, Yuta Uetake, Yumi Yakiyama, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Size-Controlled Preparation of Metal Nanoclusters Deposited on Citric Acid-Modified Cellulose Nanofiber2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Uetake, Chutimasakul Threeraphat, Jonggol Tantirungrotechai, Taka-aki Asoh, Hiroshi Uyama, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Metal Nanoclusters Stabilized by Fullerenols and their Catalytic Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Mark Kristan Espejo Cabello, Nozomi Sato, Yuta Uetake, Ken Kokubo, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of fullerenol-stabilized metal nanoclusters for catalytic hydrogenation2018

    • 著者名/発表者名
      Mark Kristan Espejo Cabello, Nozomi Sato, Yuta Uetake, Ken Kokubo, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Colloidal Metal Nanoclusters Stabilized by Fullerenol and Their Catalytic Hydrogentation Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Mark Kristan Espejo Cabello, Nozomi Sato, Yuta Uetake, Ken Kokubo, Hidehiro Sakurai
    • 学会等名
      7th International Symposium on π-System Figuration
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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