マイクロ波を用いた貴金属触媒代替触媒系の創出

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360392
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 和田 雄二 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40182985)
• 研究分担者: 望月 大 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (90434315)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 触媒・化学 / 表面・界面物性 / 省エネルギー / エネルギー効率化 / マイクロ波

研究概要

マイクロ波は狭いエネルギー分布を持つ電磁波であり、照射される物質のマイクロ波領域での吸収能の違いによって物質を選択的に加熱することができる。中でも固体と液体からなる不均一系では高いマイクロ波吸収性の固体がマイクロ波照射で選択的に加熱され、その表面は周囲の溶媒温度よりも高温になると考えられる。この高温な表面は反応場として機能することが期待できる。本研究では、ラマン分光をマイクロ波照射下in situで行い、固体表面に発生する非平衡局所加熱の直接観測に成功した。さらに、固体の選択加熱によって形成する高温の表面を化学反応場として利用し、化学反応促進効果が得られることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of Photo excited Charge Transfer by{ 001} Facet-Dominating TiO2 Nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Masato Maitani, Keita Tanaka, Dai Mochizuki, Yuji Wada
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: Vol.2011, No.2 ページ: 2655-2659
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロ波加熱による磁性ナノ粒子の精密構造制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山内智央, 塚原保徳, 和田雄二
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: Vol.48, No.9 ページ: 625-631
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of Accurate Temperatures in the Microwave Reactors (2011)
  • 著者名/発表者名: Dai Mochizuki, Yuji Wada
  • 雑誌名: Mini-Rev. Org. Chem 巻: Vol.8, No.3 ページ: 294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-gel-state Ionic Liquid Electrolyte with Alkyl-pyrazolium Iodide for Dye-Sensitized Solar Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Noriyo Ishimaru, Wataru Kubo, Takayuki Kitamura, Shozo Yanagida, Yasunori Tsukahara, Masato M. Maitani, Yuji Wada
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng., B 巻: Vol.176, No.13 ページ: 996-1001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleation and Growth of Magnetic Ni-Co(Core-Shell) Nanoparticles in a One-Pot Reaction under Microwave Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamauchi, Y. Tsukahara, K. Yamada, T. Sakata, Y. Wada
  • 雑誌名: Chem. Mater. 巻: Vol.23 ページ: 75-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Cu-Ni(core-shell) nanoparticles in a one-pot reaction under microwave irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamauchi, Y. Tsukahara, T. Sakata, H. Mori, T. Yanagida, T. Kawai, Y. Wada
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: Vol.2 ページ: 515-523
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ Observation of No equilibrium Local Heating as an Origin of Special Effect of Microwave on Chemistry (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsukahara, A. Higashi, T. Yamauchi, T. Nakamura, M. Yasuda, A. Baba, Y. Wada
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: Vol.114 ページ: 8965-8970
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absorption corss-section control of Eu(III) complexes for increase of amplified spontaneous emission excited by third harmonic of nanosecond Nd : YAG laser (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y.; Nakamura, K.; Kawai, H.; Yasuda, N.; Tsukahara, Y.; Wada, Y.
  • 雑誌名: J. Alloys Compd. 巻: Vol.488 ページ: 578-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave-assisted synthesis of monodisperse nickel nanoparticles using a complex of nickel formate with long-chain amine ligands (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, T.; Tsukahara, Y.; Sakamoto, T.; Kono, T.; Yasuda, M.; Baba, A.; Wada, Y.
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: Vol.82 ページ: 1044-1051
  • 査読あり
• [学会発表] マイクロ波による銀銅コアシェルナノ粒子の構造制御と銅酸化に対する銀の抑制効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 陳智,王丹,望月大,米谷真人,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] Au ; Ag ; Cuを成分とするナノ粒子の構造制御戦略 (2012)
  • 著者名/発表者名: 王丹,陳智,望月大,米谷真人,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] マイクロ波照射により促進される金属粒子表面における酸化還元反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今井嵩,松井宏樹,望月大,米谷真人,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] コアシェル磁性ゼオライトの合成とマイクロ波反応への利用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坪池祥生,米谷真人,望月大,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] CrO2及びMnO2を用いたアルコール酸化反応におけるマイクロ波効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松井宏樹,望月大,米谷真人,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] マイクロ波照射による固液界面での反応促進 (2011)
  • 著者名/発表者名: 望月大,設楽昌史,松井宏樹,米谷真人,和田雄二
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 20110920-22
• [学会発表] マイクロ波加熱を用いたニッケルナノ粒子連続合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹腰哲人,井上修治,山田勝弘,野本英朗,樋口雅一,河野巧,山内智央,塚原保徳,川端亮次,奥村治樹,和田雄二
  • 学会等名: 第5回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] マイクロ波照射下におけるPd/Cを用いた個体触媒によるメタノール分解反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鯨井寛樹,望月大,米谷真人,鈴木榮一,和田雄二,藤井知,間山暢夫
  • 学会等名: 第5回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] マイクロ波化学プロセスの産業展 (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚原保徳,和田雄二,山内智央,吉野巌,石塚章斤
  • 学会等名: 第5回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] マイクロ波加熱モードの特徴を活かした金属ナノハイブリッド系の合成と触媒機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 滝沢翔平,望月大,山内智央,塚原保徳,和田雄二
  • 学会等名: 第3回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] Milestone社製RotoSYNTHを用いた白金のアルミナへの含浸担持 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長南聡,水嶋龍司,中村勝則,望月大,米谷真人,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第91回春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] マイクロ波照射下におけるメタンからベンゼンへの触媒的転換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 君島拓郎,望月大,米谷真人,鈴木榮一,和田雄二,間山揚郎,田島憲司,藤井知,野本英朗,樋口雅一,井上修治,竹腰哲人,河野巧
  • 学会等名: 日本化学会第91回春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] スルホン酸修飾金属酸化物を用いた酸触媒反応におけるマイクロ波効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松井宏樹,望月大,米谷真人,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第91回春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Preparation of metal nanoparticles under microwave irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Tsukahara, Tomohisa Yamauchi, Dai Mochizuki, Yuji Wada
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] マイクロ波加熱による多元金属ナノ粒子の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 望月大,滝沢翔平,王丹,和田雄二
  • 学会等名: 日本電磁波エネルギー応用学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 電場・磁場分離したマイクロ波照射による選択加熱と反応促進 (2010)
  • 著者名/発表者名: 設楽昌史,太田創之,望月大,和田雄二
  • 学会等名: 日本電磁波エネルギー応用学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 磁性金属ナノ粒子の精密粒径制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚原保徳,山内智央,山田勝弘,河野巧,川端亮次,和田雄二
  • 学会等名: 日本電磁波エネルギー応用学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 金属ナノ触媒を用いた不均一反応系の構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚原保徳,山内智央,安田誠,望月大,馬場章夫,和田雄二
  • 学会等名: 日本電磁波エネルギー応用学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] マイクロ波照射の不均一触媒有機化学反応系における反応促進効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田創之,長南聡,棚橋俊輝,望月大,山内智央,塚原保徳,和田雄二
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 年月日: 2010-03-28
• [図書] ディスプレイと照明の材料技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和田雄二,望月大
  • 総ページ数: 41-51
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] マイクロ波加熱装置及びマイクロ波加熱方法 (2011)
  • 発明者名: 和田雄二,望月大,内田博,冨田浩幸,篠崎研二,竹内和彦,長畑律子,原中正行
  • 権利者名: 国立大学法人東京工業大学,昭和電工株式会社,独立行政法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-244284
  • 出願年月日: 2011-11-08
• [産業財産権] マイクロ波加熱による金属微粒子の製造 (2011)
  • 発明者名: 和田雄二,國井勝之,久保和重,杉本章司
  • 権利者名: 国立大学法人東京工業大学,四国計測工業株式会社
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-156690
  • 出願年月日: 2011-07-15
• [産業財産権] 炭化水素の製造方法 (2011)
  • 発明者名: 野本英朗,和田雄二,望月大、外6名
  • 権利者名: 新日鐵化学,東京工業大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-53410
  • 出願年月日: 2011-03-10