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2015 年度 実施状況報告書

高密度単分子層触媒のマイクロデバイス化

研究課題

研究課題/領域番号 15K05492
研究機関東京工科大学

研究代表者

原 賢二  東京工科大学, 工学部, 准教授 (10333593)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード触媒 / 単分子層 / マイクロ流路 / 有機合成 / 金属錯体 / 金表面
研究実績の概要

本研究では、研究代表者らがこれまでに見出した平滑な金属基板表面上にデザインした金属錯体を精密かつ高密度に単分子層として集積することにより発現する特異な触媒機能をマイクロ流路中で利用して、汎用的かつ有用な新規物質変換デバイスを開発している。特に、マイクロ流路の利用による接触効率の向上に伴う触媒性能の向上と迅速な触媒のスクリーニングを達成することを目標としている。本研究を通して、これまでに独自に確立した触媒調製技術を、重要な医薬や機能性化合物およびそれらの合成中間体の高効率合成や診断・投薬技術などで貢献し得る革新的な技術へと展開できると期待される。
本年度は、高密度金属錯体単分子層からなるマイクロ流路の製作を開始した。研究代表者がこれまでに開発した手法により調製した単分子層触媒チップを予めチュービングを施したピーク材質のヘッド部分と貼り合わせることにより、流通系の反応システムの構築を目指した。二つの面の接合部は化学的に安定な材質のO-リングを介して密着させることとした。
また、高密度に錯体を集積した触媒の開発も平行して行った。作製した触媒の構造解析は、X線光電子分光(XPS)、赤外分光法、X線吸収分光(XAS)法、原子間力顕微鏡(AFM)などを駆使して行った。このように作製・構造決定した触媒を種々の有機化合物の変換反応に応用し、触媒機能を精査した。
これらの成果の一部を、学術誌や学会などにおいて発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画した通りにおおむね実施できていると判断されるため

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に基づいて推進する。特に、マイクロ流路を利用した効率的触媒スクリーニングの実証を行う。

次年度使用額が生じた理由

研究計画の一部をすでに所持している試薬や実験器具を用いることにより遂行したため、実際の使用額が当初予定した使用額を下回り、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

消耗品費 200万円(試薬類 100万円 ガラス器具 40万円 実験消耗品 40万円 ガス類 20万円)国内旅費 40万円 (研究代表者の成果発表、情報収集) 外国旅費 40万円 (研究代表者の成果発表、情報収集) 英文校閲 10万円

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 規整表面上における高密度金属錯体単分子層の形成と触媒としての応用2015

    • 著者名/発表者名
      原 賢二
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 57 ページ: 240-276

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ruthenium-Immobilized Periodic Mesoporous Organosilica: Synthesis, Characterization, and Catalytic Application for Selective Oxidation of Alkanes2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Ishito, Hirokazu Kobayashi, Kiyotaka Nakajima, Yoshifumi Maegawa, Shinji Inagaki, Kenji Hara and Atsushi Fukuoka
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 21 ページ: 15564-15569

    • DOI

      10.1002/chem.201502638

    • 査読あり
  • [学会発表] XAFSによる金属触媒の構造解析および中性子散乱への期待2016

    • 著者名/発表者名
      原 賢二
    • 学会等名
      第2回 放射光・中性子の相補利活用セミナー
    • 発表場所
      研究社英語センタービル(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-02-19 – 2016-02-19
    • 招待講演
  • [学会発表] メソポーラス有機シリカ -金属錯体触媒固定化担体としての活用-2015

    • 著者名/発表者名
      原 賢二
    • 学会等名
      第116回触媒討論会
    • 発表場所
      三重大学(三重県・津市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Ru-Immobilized Periodic Mesoporous Organosilica as Selective Catalyst in Alkane Oxidation2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hara, Nobuhiro Ishito, Yoshifumi Maegawa, Shinji Inagaki and Atsushi Fukuoka
    • 学会等名
      2015 International Conference on Nanospace Materials ―from fundamental to Advanced Applications― (ICNM 2015)
    • 発表場所
      国立台湾大学(台湾台北市)
    • 年月日
      2015-06-23 – 2015-06-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Immobilization of Ru Complexes on Periodic Mesoporous Organosilica and Catalytic Application in Selective Alkane Oxidation2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hara, Nobuhiro Ishito, Yoshifumi Maegawa, Shinji Inagaki and Atsushi Fukuoka
    • 学会等名
      4th North American Catalysis Society Meeting
    • 発表場所
      David L. Lawrence Convention Center (USA、Pittsburgh)
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-17
    • 国際学会
  • [図書] ナノ空間材料ハンドブック2016

    • 著者名/発表者名
      有賀 克彦 監修、 原 賢二 他78名著
    • 総ページ数
      548 (55-60)
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス

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公開日: 2017-01-06  

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