| 研究課題/領域番号 |
21H01713
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
鎌田 慶吾 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40451801)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 触媒 / マンガン酸化物 / 酸化反応 / 無機合成 / ナノ粒子 / メソポーラス / チャネル構造 / OMS-1 / 酸化 / ポーラス / マンガン / 酸化物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請研究では、独自に開発した層状マンガン酸化物前駆体の低温での結晶化手法（前駆体結晶化法）に着目し、構造（結晶・チャネル・細孔）を制御したマンガン酸化物ナノ粒子触媒を合成する。優れた酸化力、隣接する酸塩基点との共同作用、特殊ナノ空間での反応促進を利用した、従来法で合成したマンガン酸化物では達成し得ない高難度あるいは新しい触媒反応系の開発を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、独自に開発した低結晶性層状マンガン酸化物前駆体の低温での固相-固相転移（以下、“前駆体低温結晶化法”）に着目し、結晶構造・チャネル構造・細孔構造を制御したマンガン酸化物ナノ粒子触媒を合成した。前駆体の合成条件を制御することでメソポーラスOMS-1とβ型二酸化マンガンナノ粒子の合成し、優れた酸化力と酸塩基性質との共同作用を利用した酸素分子のみを酸化剤としたアルコールやスルフィドの酸化反応・芳香族アルコールから対応するニトリル・アミドへの酸化的ワンポット変換反応の開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、極めてシンプルな手法で新しい概念に基づく高活性な多機能マンガン酸化物触媒の合成と開発を達成した。これらは熱安定性の高い無機固体材料であるため、液相酸化反応だけでなく揮発性有機化合物の酸化浄化・電気化学的なエネルギー変換などの幅広い反応に対しても21世紀にふさわしい新しい省資源・省エネルギープロセスの一端を担うことが期待される。無機合成・有機合成と理論化学的アプローチとの融合により新触媒の創出が期待され、触媒設計の方法論を提供する点で学術的な波及効果も大きいと考えられる。
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