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2018 年度 実績報告書

光励起色素によるサイト選択的な金属析出と触媒調製への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14862
研究機関京都大学

研究代表者

山本 旭  京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (30769443)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード光触媒 / 金属ナノ粒子 / 光析出 / 色素 / ポルフィリン / 固定化触媒 / 水素化反応 / 二酸化チタン
研究実績の概要

金属ナノ粒子を酸化物などの担体上に固定化した金属ナノ粒子担持型触媒は,自動車の排ガス浄化や燃料電池の電極,光触媒など,様々な場面で用いられている.担持金属ナノ粒子触媒の性能を向上させるために,これまでその調製法に関する多くの研究がなされてきたが,触媒の更なる高性能化のためには,より精密な触媒設計を可能にする金属担持法の開発が強く望まれる.そこで本研究では担体上の狙ったサイトに選択的に金属ナノ粒子を担持する手法を確立するための基礎研究として,担体上へのポルフィリン色素の固定化とその可視光励起を利用した金属ナノ粒子の担持法の開発及びそれらを使った触媒,光触媒反応を検討した.
初年度では酸化ケイ素にポルフィリン色素を固定化し,ポルフィリン色素の光励起を利用して金ナノ粒子を調製・担持し,調製した金ナノ粒子担持型の触媒を用いて触媒反応を検討したが,次年度では二酸化チタンへのポルフィリン色素の固定化と調製した触媒を用いた光触媒反応を検討した.二酸化チタンへのポルフィリン色素の固定化には単純な吸着法や化学結合を介した固定化法を検討した.光触媒反応としては,ポルフィリンを光励起することが可能な可視光照射下におけるベンジルアルコールやベンジルアミンの酸素酸化反応を中心に検討を行った.光触媒的なアルコールの酸化反応においては,金などの金属担持は光触媒性能の向上に大きくは寄与しなかったが,金属無担持のポルフィリン修飾二酸化チタン光触媒では可視光照射下で対応するアルデヒドが良好な収率で生成し,この際,カルボン酸への逐次酸化は認められなかった.アミンの酸化反応においても良好な収率で反応が進行し,N-ベンジリデンベンジルアミンが得られた.さらに,アルコールとアミンの酸化反応では有効な触媒が異なることがわかり,これは反応に主として寄与する活性な酸素種が異なるためであると考察した.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] ポルフィリン修飾二酸化チタン光触媒を用いた可視光アルコール酸化反応2018

    • 著者名/発表者名
      後藤 慎介,山本 旭,吉田 寿雄
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 酸化チタン光触媒と担持パラジウム触媒による脱水素的ベンゼンのシアノメチル化反応2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 祐太,山本 旭,吉田 寿雄
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] ポルフィリン修飾二酸化チタン光触媒を用いたアミンの酸化反応2018

    • 著者名/発表者名
      今野 翔斗,山本 旭,吉田 寿雄
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会

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公開日: 2019-12-27  

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