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Cr、Mo、Wの遷移金属酸化物をSiO_2に含浸担持した各種光触媒を用い、シクロヘキサンの光部分酸化反応および水を用いたプロピレンの光部分酸化反応を行い、照射する光の波長制御による生成物の選択性への影響を検討した。
各触媒によるシクロヘキサンの光部分酸化反応においては、生成物はシクロヘキサノールおよびシクロヘキサノンであった。より短波長の光をカットして長波長の光を当てると、その波長が増加するに伴い、いずれの触媒でもシクロヘキサノールがシクロヘキサノンよりも高い選択性で生成するようになるという結果が得られた。したがつて、光照射波長が反応生成物の選択性に大きく影響を及ぼすことが明かとなった。次に、上記の光触媒を用い、酸化剤に水を用いたプロピレンの光部分酸化反応を行った。λ>200nmのUV光を照射してプロピレンの光部分酸化反応を行った結果、各触媒とも反応が進行したが、CrO_X/SiO_2を光触媒として用いた場合に、最も高い部分酸化活性を示すことが明かとなった。このときどの触媒においても部分酸化生成物としてアセトアルデヒド、プロピレンオキシドの生成が観測されたが、主生成物は完全酸化生成物の二酸化炭素であった。また、水を導入せずに反応を行っても、反応は全く進行しないことから、水が酸化剤として効率よく機能していることが示唆された。CrO_X/SiO_2を触媒に用い、各波長フィルターで光照射波長を制御して反応を行うと、その生成物の選択性に著しく影響を及ぼすことがわかった。特に、250nmおよび290nm以下の波長をカットした光の照射を試みると、この時のみプロピオンアルデヒドが生成し、プロピレンオキシドも高い選択性で生成することが明かとなつた。このように、光照射波長制御により光触媒反応における生成物の選択性が大きく変化することが明かとなった。それらの原因については、部分酸化反応に影響を及ぼす反応活性種が異なっているためであると考えられるが、詳細は現在検討中である。
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