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2016 年度 実績報告書

炭素とハイパーブランチポリマーのハイブリッド材料による新規固体触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26870183
研究機関東京工業大学

研究代表者

難波江 裕太  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (40514881)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードハイパーブランチポリマー / ポリエーテルスルホン / ポリエーテルケトン / 触媒 / 分岐構造 / イオン交換樹脂 / スルホン酸 / 部分酸化
研究実績の概要

スルホン化ポリエーテルスルホンを利用した酸触媒反応におけるハイパーブランチ構造の効果を明らかにするために,ハイパーブランチ型と直鎖型のスルホン化ポリエーテルスルホンをそれぞれ合成し,酢酸のブタノールによるエステル化反応に対する触媒活性を比較した.まずポリマーそのものについて,均一系触媒反応における触媒活性を検討したところ,いずれのポリマーも触媒活性を示したが,リニアポリマーは分子量が増加するにつれて,ポリマーの溶解性が下がり,均一系触媒として作用しない傾向があることが分かった.次にカーボンブラック上へグラフトした後に不均一系触媒反応を検討したところ,(a) ハイパーブランチポリマーがコンパクトな構造となるためカーボンへの担持量が高くなる,(b) ハイパーブランチポリマーの末端官能基の触媒活性が直鎖型ポリマーの上の官能基より高くなる,という2つの理由により,ハイパーブランチポリマーが固体酸触媒への応用により適していることが明らかとなった.
またハイパーブランチポリエーテルケトンとリニアポリエーテルケトンを,いくつかの部分酸化反応の触媒として検討したが,リニアポリエーテルケトンはポリマーの溶解性が著しく低く,触媒として作用しないことが分かった.すなわち,ハイパーブランチ構造によってポリマーと溶媒,反応基質との親和性が増すことによって,ポリエーテルケトンが触媒材料として利用可能になることが分かった.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Aerobic oxidation of benzyl alcohol over TEMPO-functionalized polyimide as a heterogeneous catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Nabae, Y.*; Mikuni, M.; Takusari, N.; Hayakawa, T. & Kakimoto, M.
    • 雑誌名

      High Performance Polymers

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1177/0954008317696565

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of hyperbranched aromatic poly(ether ketone) and its application in catalysis material2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamamoto
    • 学会等名
      5th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 芳香族ポリマーの触媒材料への展開2016

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太
    • 学会等名
      第24回ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 発表場所
      石川県能美市
    • 年月日
      2016-12-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 芳香族ジカルボン酸無水物モノマーのFriedel-Craftsアシル化自己縮合反応によるカルボキシル化ポリエーテルケトンの一段合成2016

    • 著者名/発表者名
      山本健太
    • 学会等名
      第24回ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 発表場所
      石川県能美市
    • 年月日
      2016-12-08
  • [学会発表] Application of Aromatic Polymers to Heterogeneous Catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nabae
    • 学会等名
      Polycondensation 2016
    • 発表場所
      Moscow, Rusia
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 柿本研究室ホームページ

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/kakimoto/index.html

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公開日: 2018-01-16  

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