マイクロリアクターに組み込んだ弾性表面波素子触媒による液相有機合成反応

• 研究課題/領域番号: 20246117
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 井上 泰宣 長岡技術科学大学, 工学部, 特任教授 (30016133)
• 研究分担者: 西山 洋 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (50303186)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 49,790千円 (直接経費: 38,300千円、間接経費: 11,490千円); 2010年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2009年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2008年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円)
• キーワード: 触媒 / 弾性表面波 / 液相反応 / マイクロリアクター / 格子変位 / 共鳴振動 / デバイス触媒 / 強誘電体 / 圧電効果 / 酸触媒 / 有機合成応 / 有機合成反応

研究概要

高周波電力の印加により弾性表面波を発生できる強誘電体素子をマイクロリアクターに組み込み、スカンジウムトリフラート酸触媒によるベンズアルデヒドとアセトフェノンのアルドール縮合反応に対する弾性表面波の効果を調べ、弾性表面波が反応速度を数倍増加させ、反応の活性エネルギーを低下させる効果を持つことを見いだした。弾性表面波の表面に垂直な周期性格子変位が、液相触媒反応を活性化させる機構を示し、弾性表面波効果が液相触媒反応の制御に有用な方法となることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of high-electron-mobility ZnO epilayers by chemical vapor deposition using catalytically produced excited water (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishivama, Hitoshi Miura, Kanji Yasui, Yasunobu Inoue
  • 雑誌名: J.Crystal Growth 312 ページ: 483-486
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microreactor functionalized with acoustic wave effects and a liquid phase catalytic reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Hoiroshi Nishivama, Ryusuke Asari, Yasunobu inoue
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 12 ページ: 5970-5973
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microreactor functionalized with acoustic wave effects and a liquid phase catalytic reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishiyama, Ryusuke Asari, Yasunobu Inoue
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 12 ページ: 5970-5973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of high-electron-mobility ZnO epilayers by chemical vapor deposition using catalytically produced excited water (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishiyama, Hitoshi Miura, Kanji Yasui, Yasunobu Inoue
  • 雑誌名: J.Crystal Growth 312 ページ: 483-486
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic water splitting by RU0_2-loaded metal oxides and nitrides with d^0 and d^<10>-related electronic configurations (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasunobu Inoue
  • 雑誌名: Energy Environ.Sci. 2 ページ: 364-386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocatalytic water splitting by RuO_2-loaded metal oxides and nitrides with d^0 and d^<10>-related electronic configurations (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasunobu Inoue
  • 雑誌名: Energy & Environmental Science 2 ページ: 364-386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remarkable support effects of gallium compounds on the activity and selectivity of Ru metal catalyst for liquid-phase citral hydrogenation (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishiyama, Junichi Takeuchi, Hiroshi Hayase, Nobuo Saito, Yasunobu Inoue
  • 雑誌名: Chem.Lett. 37 ページ: 1256-1257
  • NAID: 10024398085
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microreactor functionalized with acoustic wave effects and a liquid phase catalytic reaction
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishiyama, Ryusuke Asari, Yasunobu Inoue
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] 共鳴振動効果によるマイクロリアクター内の液相反応に対する固定化触媒の活性化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 数井雅之、西山洋、松原浩、井上泰宣
  • 学会等名: 第107回触媒討論会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] H_2-O_2触媒反応生成H_2Oを利用した新規化学気相堆積(CEW-CVD)法による高品質ZnO薄膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村一成、西山洋、松原洋、井上泰宣
  • 学会等名: 日本化学会第91回春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Smart Structure Catalysts Using Ferroelectric Materials, Molecular Materials Meeting(3M) (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上泰宣
  • 学会等名: International Conference on "Big Ideas in Molecular Materials"
  • 発表場所: Biopolis, Singapore
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Smart Structure Catalysts Using Ferroelectric Materials (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasunobu Inoue
  • 学会等名: Molecular Materials Meeting(3M), Interna-tional Conference on "Bie Ideas in Molecular Materials"
  • 発表場所: Biopolis, Singapore 招待講演
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] 「H_2-O_2触媒反応を利川した新規CVD法1.高品位酸化亜鉛薄膜の作製」真空・表面科学合同講演会 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山洋、田村一成、三浦仁嗣、井上泰宣
  • 学会等名: 第30回表面科学学術講演会 第51回真空に関する連合講演
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-11-05
• [学会発表] CEW-CVD法によるA1^<3+>およびGa^<3+>ドープ透明ZnO薄膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山洋、田村一成、三浦仁嗣、井上泰宣
  • 学会等名: 71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 水分解反応に対するd^<10>電子状態のMgGa_<2-x>In_xO_4の光触媒活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山洋、高田輝生、三田悠史、佐藤一則 井上泰宣
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: ベルクラシック甲府、山梨
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] A Micro- reactor Using Acoustic Wave Effects and Activation of Sc(OTf)_3-catalyzed Aldol Condensation Reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Kazui, Hiroshi Hiroshi Nishiyama, Yasunobu Inoue
  • 学会等名: Sixth Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology & Fifth Asia Pacific Congress on Catalysis (TOCAT6 / APCAT5)
  • 発表場所: Sapporo Convention Center
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] A Microreactor Using Acoustic Wave Effects and Activation of Sc(OTf)_3-catalvzed Aldol Condensation Reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Kazui, Hiroshi Nishiyama, Yasunobu Inoue
  • 学会等名: Sixth Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology & Fifth Asia Pacific Congress on Catalysis
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] H_2-O_2触媒反応生成H_2Oを用いたCVD法の開発と高品質ZnO膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三浦仁嗣、西山洋、田村一成, 安井寛治、井上泰宣
  • 学会等名: 2010年 春季(第58回)応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Acoustic Wave Effects on Catalysis (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上泰宣
  • 学会等名: 7^<th> Internatioal Workshop on Oxide Surfaces (IWOX-VII), Echigo-Yuzawa
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2010-01-12
• [学会発表] 動的格子変位によるマイクロリアクター内での液相触媒反応の活性化効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 数井雅之、西山洋、斉藤信雄、松原浩、井上泰宣
  • 学会等名: 第104回 触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎大学 工学部
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] 動的格子変位効果によるマイクロリアクター内での液相触媒反応の活性化効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 数井雅之、西山洋、斉藤信雄、松原浩、井上泰宣
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎大学工学部
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] マイクロリアクターに組み込んだ弾性表面波触媒による液相触媒反応の活性化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浅利龍介、西山洋、斉藤信雄、松原浩、井上泰宣
  • 学会等名: 第102回触媒討論会
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] マイクロリアクターに組み込んだ弾性表面波触媒による液相触媒の活性化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浅利龍介, 西山洋, 斉藤信雄, 松原浩, 井上泰宣
  • 学会等名: 第102回 触媒討論会
  • 発表場所: 名古屋大学東キャンパス
  • 年月日: 2008-09-25
• [産業財産権] マイクロリアクター (2008)
  • 発明者名: 井上泰宣、西山洋、浅利龍介
  • 権利者名: 井上泰宣、西山洋、浅利龍介
  • 産業財産権番号: 2008-241872
  • 出願年月日: 2008-09-20
• [産業財産権] マイクロリアクター (2008)
  • 発明者名: 井上泰宣, 西山洋, 浅利龍介
  • 権利者名: 長岡技術科学大学
  • 産業財産権番号: 2008-241872
  • 出願年月日: 2008-09-20