| 研究課題/領域番号 |
26420708
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
高橋 亮治 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (80292663)
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| 研究分担者 |
佐藤 文哉 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (00709488)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 有機無機複合体 / 二元細孔 / 活性炭 / 拡散律速制御 / シリカ / ポリスチレン / レゾルシノール |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、階層構造を有する有機無機複合多孔体の作製と機能制御と題し研究を進めている。三年間にわたって以下の3課題について研究を進め成果を得た。
A. 階層二元細孔構造を有する新規有機－無機複合体のモルフォロジーと機能性の設計。 スチレンもしくはレゾルシノール－ホルムアルデヒドをマクロ－メソ二元細孔シリカの細孔内で適切な溶媒中で重合させるという手法によって、シリカ－ポリスチレン、およびシリカ－レゾルシノール樹脂複合体の合成を行った。スチレンをヘキサン溶媒中で重合させたとき、シリカ－スチレンの相互作用により、スチレン重合体がシリカメソ細孔内に濃縮しマクロ孔内ではスチレン濃度に応じて多様なスチレン－ヘキサン間での相分離モルフォロジーを示すことを確認し、多様なモルフォロジー制御に成功した。レゾルシノール－ホルムアルデヒドを重合させたとき、メソ孔内はアルコール溶媒で満たされ重合体は主にマクロ孔で連続構造を形成した。
B. 複合体の炭化・アルカリ溶出による新規多孔体の合成。 シリカ－ポリスチレン樹脂複合体の炭化により、マクロ－メゾ二元細孔活性炭を、シリカ－レゾルシノール樹脂複合体の炭化により、マクロ－ミクロ二元細孔活性炭を、効率よく作製することに成功した。表面官能基密度の異なる活性炭を作製し、疎水性活性炭、親水性活性炭の作り分けを可能とし、細孔構造の多様性と組み合わせて、特徴的な活性炭を作り分けることを可能とした。
C. 階層構造の優位性を実証する触媒活性評価。 有機無機複合体にスルホ基を導入した酸性イオン交換材料とした試料を触媒として酸触媒反応を評価し、マクロ孔の存在により拡散律速が解消され優れた反応活性を示すことを確認した。またマクロ孔を有する試料を用いることによって、アルケンの異性化においても構造と活性の関係を明らかにし、優れた触媒・触媒担体の構造特性を明らかにした。
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