| 研究課題/領域番号 |
19K05569
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
米田 哲也 日本大学, 理工学部, 教授 (00307802)
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| 研究分担者 |
小泉 公志郎 日本大学, 理工学部, 准教授 (10312042)
伊藤 賢一 日本大学, 理工学部, 准教授 (10373002)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | アルミナ担持白金触媒 / 水素化脱塩素反応 / 自己組織化機能 / 有機ホスホン酸 / クロロフェノール |
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| 研究実績の概要 |
中性アルミナ(粒径:32-64 μm)を担体に用いた白金(3.8 wt%)が担持した触媒に，有機ホスホン酸の第1ユニットとして12-アジドドデシルホスホン酸(直鎖炭素数が12個)を表面に導入した。さらにその触媒に，第２ユニットとして1-オクタデシン（直鎖炭素数１８個）をアジド基に結合させた。第1および第2ユニットの導入後，白金ナノ粒子の集積および金属の溶解は観察されず，平均金属粒子径は（第1ユニット：1.9 nm，第2ユニット：2.1 nm）と金属分散度（第1ユニット：59%，第2ユニット：53%）であった。また,導入された分子数は，1平方ナノメートル当たり第1ユニットで1.9個，第2ユニットで1個であった。表面修飾の有無による白金触媒よる4-クロロフェノールの水素化脱塩素反応を98%水溶液中373 K，水素圧0.1 MPaの条件で検討した。反応時間3分でのターンオーバー数(TON:表面白金原子当たりの4-クロロフェノールの反応回数)は，未修飾触媒の486回に対して，第1ユニット導入後では766回と大きく，第2ユニット導入後には33回と減少した。第1ユニットのホスホン酸の結合化によってそれぞれ1.6倍に触媒活性が向上したのに対し，第2ユニットを結合すると0.1倍と大幅に低下した。しかしながら，第1ユニットの結合化の効果は報告済のオクタデシル基（炭素鎖長１８個）によるTONの733回を超え，末端のアジド基の末端構造と適度に短い鎖長が好ましいこと，触媒の繰り返し利用効果が十分に高いことを見出した。
金属酸化物であるアルミナを担体に用いて，水中で有害塩素化合物を無害化する新規コアシェル型グリーン触媒として，12-アジドドデシルあるいはオクタデシルホスホン酸を導入した。これらの触媒によりクロロフェノールのグリーン溶媒である水中での脱塩素無害化処理が大きく向上することを見出した。
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