重合誘起相分離を利用した高性能固定化Ｐｄナノ触媒の創製

• 研究課題/領域番号: 23550172
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 一般財団法人川村理化学研究所
• 研究代表者: 加藤 愼治 一般財団法人川村理化学研究所, 高分子化学研究室, 室長 (10415458)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 触媒 / Pdナノ粒子 / 多孔性ポリマー / 重合誘起相分離 / Pd触媒

研究概要

各世代ポリアミドアミン（PAMAM）デンドリマーを用いた集積化リガンド含有モノマー、および、それらの対照となる低分子性モノマーを種々合成し、それらを用いて、重合誘起相分離（PIPS）によりPdナノ粒子担持多孔性ポリマーを調製した。種々の解析結果より、ダイナミックなPIPSプロセスにおいて、Pd2+イオンからPd0へと還元反応が進行する中、Pd成分が「アセンブラー」として機能して低分子性モノマーが集積化できることが示された。しかし、一方では、触媒反応において、低分子性モノマーを用いたポリマーの場合、集積化リガンドモノマーのそれに比べ、Pd漏出抑制が劣るのが確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Critical Effects of Ligand Integration in Creating Palladium-Incorporated Porous Polymer Composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Yang, Yaoyao.; Ogasawara, Shin.; Li, Guang.; Kato, Shinji.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 ページ: 5872-5880
• [雑誌論文] Critical Effects of Ligand Integration in Creating Palladium-Incorporated Porous Polymer Composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang, Shin Ogasawara, Guang Li and Shinji Kato
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 118 号: 11 ページ: 5872-5880
  • DOI: 10.1021/jp5001607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water Compatible Pd Nanoparticle Catalysts Supported on Microporous Polymers : Their Controllable Microstructure and Extremely Low Pd-Leaching Behaviour (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang, Yaoyao.; Ogasawara, Shin.; Li, Guang.; Kato, Shinji.
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. A 巻: 1 ページ: 3700-3705
• [雑誌論文] Water compatible Pd nanoparticles catalysts supported on microporous polymers: their controllable microstructure and extremely low Pd-leaching behaviour (2013)
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang, Shin Ogasawara, Guang Li, Shinji Kato
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry A 巻: 1 号: 11 ページ: 3700-3705
  • DOI: 10.1039/c3ta01407j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro/nano- textured Polymer Coatings Fabricated by UV Curing-induced Phase Separation Technique : Creation of Superhydrophobic Surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato, Shinji; Sato, Aya Sato
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: 22 ページ: 8613-8621
• [雑誌論文] Micro/nanotextured polymer coatings fabricated by UV curing-induced phase separation technique: creation of superhydrophobic surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kato, Aya Sato
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 22 号: 17 ページ: 8613-8621
  • DOI: 10.1039/c2jm16675e
  • 査読あり
• [学会発表] Ligand Integration Effects in Creating Palladium-Incorporated Porous Polymer Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, Shinji
  • 学会等名: International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICAM 2013)
  • 発表場所: Qingdao, China
  • 年月日: 2013-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of Ligand Structure in Creating Palladium-incorporated Porous Polymer Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: 杨垚瑶、加藤愼治
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学金沢
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] PAMAM Dendrimer-Stabilized Pd Nanoparticles Captured in Porous Polymer Platforms : A Tailor-Made Catalyst Directing toward Future Progress in Green andSustainable Chemistry (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, Shinji
  • 学会等名: The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo
  • 年月日: 2013-08-08
• [学会発表] Palladium Nanoparticles (PdNPs) Entrapped in Porous Polymer Matrices : Ligand Integration Effects on PdNPs Morphology and Catalytic Performances (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang, Yaoyao; Kato, Shinji
  • 学会等名: The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo
  • 年月日: 2013-08-05
• [学会発表] Pd担持多孔性高分子の微細構造制御と高耐久性触媒への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第2回JACI/GSCシンポジウム
  • 発表場所: メルパルク大阪大阪
  • 年月日: 2013-06-07
• [学会発表] Pdナノ粒子担持多孔性高分子:固定化リガンド種の化学構造と触媒活性の相関の更なる考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杨垚瑶、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館京都
  • 年月日: 2013-05-29
• [学会発表] Pdナノ粒子担持多孔性高分子:固定化リガンド種の化学構造と触媒活性の相関 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杨垚瑶、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学滋賀
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] Pd触媒ナノコート:薄膜作製条件とその微細構造および触媒活性との相関 (2013)
  • 著者名/発表者名: 麻田剛志、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学滋賀
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] Pd担持多孔性高分子の微細構造解析と高耐久性触媒としての応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、飯塚達也、池田篤志、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学滋賀
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Pd触媒ナノコート:高活性・高耐久性Pdフィルム触媒の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤愼治、小笠原伸
  • 学会等名: 第21回ポリマー材料フォーラム
  • 発表場所: 北九州国際会議場福岡
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] Pd触媒ナノコート:高活性・高耐久性フィルム型Pdナノ触媒の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤愼治、今関雪絵、小笠原伸
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学福岡
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Pdナノ粒子含有多孔質ポリマー:細孔構造とPdナノ粒子周辺の局所構造の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学名古屋
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Pdナノ粒子を含む多孔質ポリマーの形態制御とその触媒活性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杨垚瑶、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学名古屋
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Pd/ポリマーからなる多孔性ナノコンポジットの創製と微細構造評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜横浜
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] リーチングが高度に抑制された高分子固定化Pdナノ触媒の調製法:重合相分離過程におよぼす配位子・モノマーの効果と高分子の微細構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杨垚瑶、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜横浜
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] ナノ相分離機構により調製されたPd担持多孔性ポリマーの微細構造と触媒作用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学横浜
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Pd触媒ナノコート:繰り返し使用可能な高活性・高耐久性Pdフィルム触媒の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今関雪絵、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学横浜
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Palladium Nanoparticles Captured in Micro/nanotextured Porous Polymers : A Tailor‐Made Catalyst for Heterogeneous Carbon Cross-Coupling Reactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato, Shinji
  • 学会等名: 2011 International Conference on Advanced Fibers and Polymer Materials (ICAFPM2011)
  • 発表場所: Donghua University, Shanghai, China
  • 年月日: 2011-08-17
  • 招待講演
• [学会発表] Pdナノ粒子担持多孔性高分子：固定化リガンド種の化学構造と触媒活性の相関の更なる考察
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Pd担持多孔性高分子の微細構造制御と高耐久性触媒への応用
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第2回JACI/GSCシンポジウム
  • 発表場所: メルパルク大阪
• [学会発表] Palladium Nanoparticles (PdNPs) Entrapped in Porous Polymer Matrices: Ligand Integration Effects on PdNPs Morphology and Catalytic Performances
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang, Shinji Kato
  • 学会等名: The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
  • 発表場所: Hokkaido University
• [学会発表] PAMAM Dendrimer-Stabilized Pd Nanoparticles Captured in Porous Polymer Platforms: A Tailor-Made Catalyst Directing toward Future Progress in Green andSustainable Chemistry
  • 著者名/発表者名: Shinji Kato
  • 学会等名: The Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
  • 発表場所: Hokkaido University
• [学会発表] Effects of Ligand Structure in Creating Palladium-incorporated Porous Polymer Composites
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang、加藤愼治
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Ligand Integration Effects in Creating Palladium-Incorporated Porous Polymer Composites
  • 著者名/発表者名: Shinji Kato
  • 学会等名: International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICAM 2013)
  • 発表場所: Qingdao International Convention Center, Qingdao, China
  • 招待講演
• [学会発表] リーチングが高度に抑制された高分子固定化Pd ナノ触媒の調製法：重合相分離過程におよぼす配位子・モノマーの効果と高分子の微細構造
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Pd/ポリマーからなる多孔性ナノコンポジットの創製と微細構造評価
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Pdナノ粒子を含む多孔質ポリマーの形態制御とその触媒活性
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Pdナノ粒子含有多孔質ポリマー:細孔構造とPdナノ粒子周辺の局所構造の評価
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Pd触媒ナノコート:高活性・高耐久性フィルム型Pdナノ触媒の開発
  • 著者名/発表者名: 加藤愼治、今関雪絵、小笠原伸
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Pd触媒ナノコート:高活性・高耐久性Pd触媒の開発
  • 著者名/発表者名: 加藤愼治、小笠原伸
  • 学会等名: 第21回ポリマー材料フォーラム
  • 発表場所: 北九州国際会議場
• [学会発表] Pd担持多孔性高分子の微細構造解析と高耐久性触媒としての応用
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、飯塚達也、池田篤志、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] Pdナノ粒子担持多孔性高分子：固定化リガンド種の化学構造と触媒活性の相関
  • 著者名/発表者名: Yaoyao Yang、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] Pd担持多孔性高分子触媒を用いた化学選択的水素添加反応
  • 著者名/発表者名: 杉原啓之、小笠原伸、青木和弥、石井武彦、片岡一則、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] Pd触媒ナノコート：薄膜作製条件とその微細構造および触媒活性との相関
  • 著者名/発表者名: 麻田剛志、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学
• [学会発表] Pdナノ粒子担持ポリマーの多孔構造制御とその触媒機能へ及ぼす効果
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
• [学会発表] 多孔質ポリマーに担持されたPAMAM-Pdナノ粒子複合体の構造とその触媒特性
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 多孔性ポリマーネットワークに担持されたPdナノ粒子: PAMAMデンドリマーによる安定化効果
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] ナノ相分離機構により調製されたPd担持多孔性ポリマーの微細構造と触媒作用
  • 著者名/発表者名: 小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] Pd触媒ナノコート：繰り返し使用可能な高活性・高耐久性Pdフィルム触媒の開発
  • 著者名/発表者名: 今関雪絵、小笠原伸、加藤愼治
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
• [学会発表] Palladium Nanoparticles Captured in Micro/nanotextured Porous Polymers: A Tailor‐Made Catalyst for Heterogeneous Carbon Cross-Coupling Reactions
  • 著者名/発表者名: Shinji Kato
  • 学会等名: 2011 International Conference on Advanced Fibers and Polymer Materials (ICAFPM2011)(招待講演)
  • 発表場所: Donghua University, China
• [図書] 「リーチングを高度に抑制できる高分子固定化Pdナノ触媒の創製」「触媒の設計・反応制御事例集」,第6章第1節 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤愼治、小笠原伸
  • 出版者: 技術情報協会出版(東京)
• [図書] 触媒の設計・反応制御 事例集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤愼治、小笠原伸
  • 出版者: 技術情報協会
• [産業財産権] 化学選択的接触還元用触媒、及びそれを用いる化学選択的接触還元方法 (2013)
  • 発明者名: 加藤愼治、杉原啓之、小笠原伸、石井武彦、片岡一則
  • 権利者名: 川村理化学研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-043992
  • 出願年月日: 2013-03-06
• [産業財産権] 有機無機複合体膜、及びその製造方法 (2012)
  • 発明者名: 加藤愼治、小笠原伸
  • 権利者名: 川村理化学研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-226951
  • 出願年月日: 2012-10-12
  • 外国
• [産業財産権] 有機無機複合体、及びその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 加藤愼治、小笠原伸
  • 権利者名: 加藤愼治、小笠原伸
  • 産業財産権番号: 2011-104234
  • 出願年月日: 2011