| 研究課題/領域番号 |
22K18927
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
三浦 大樹 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (20633267)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 担持金触媒 / C-O結合変換 / ポリエステル解重合 / 高分子分解 / 触媒的解重合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海洋ゴミとして蓄積される廃棄ポリエステル（PE）が生態系に大きな悪影響を与えていることが今や世界的問題となっている。本研究では、ポリエステルを解重合しつつ、そのモノマーユニットを高付加価値有機分子へと直接変換できる触媒系を開発することで、廃棄PEに対して革新的な使用途を与えることを目的とする。廃棄PEの新しい用途として有用化成品の優れた供給源となる化学プロセスの開発が進めば、多量に存在するPEを中心とした新しい資源循環体系や、そこから誘導される化成品化学の発展が期待出来る。
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| 研究成果の概要 |
ポリエステルの炭素資源としての利用を目的として、不活性なC-O結合の変換反応の開発を進めた。まずアルキルエステルの変換を可能とする触媒系の開発をすすめたところ、担持金ナノ粒子触媒がジシラン存在下においてエステル中の安定なC-O結合を効率的にC-Si結合へと変換し、対応するアルキルシランを高収率で与えることを明らかにした。触媒表面の分析や速度論的な反応機構解析を詳細に行った結果、金ナノ粒子と担体が協働することで目的のC-O結合変換が効率的に進行することを明らかにした。さらに本手法を用いることでポリエステルなどの高分子化合物から有機ケイ素化合物モノマーを合成できることも明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
廃棄ポリマーの森林及び海洋での蓄積が深刻な環境問題として挙げられている。これまでケミカルな循環法として、ポリマーをアルカリ条件での加溶媒分解によって原料モノマーへ回帰させる方法や、改質によるガス化が提案されてきたが、高エネルギー負荷型変換であった。本研究では担持Au触媒がポリマーを解重合しつつ、そのモノマーユニットを高付加価値化成品へと直接変換出来ることを明らかにした。これは環境問題の解決に貢献するだけでなく、多量に存在する廃棄ポリマーに対して革新的な使用途を与えることができることから、炭素資源循環にも大きく貢献できる重要技術といえる。
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