2007 Fiscal Year Annual Research Report
高分子集合体を前駆体とするナノスケールで構造を制御した多孔体の合成と触媒応用
Project/Area Number |
07F07130
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
荒井 正彦 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SRIVASTAVA Rajendra 北海道大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | 多孔体 / 水熱合成 / 粘土鉱物 / イオン液体 / 細孔制御 / 吸着 |
Research Abstract |
本研究は,制御された細孔構造を有する多孔質材料を合成することを目標としている。本年度は構造の異なるイオン液体を合成し,その化学的・物理的作用により細孔構造を制御することを試みた。併せて,合成したイオン液体の触媒機能も調べた。有機カチオンの異なる次の4種類ののイオン液体を調製した。 即ち,1-butyl-3-methylimidazolium bromide(BMIMBr),1-butylpyridinium bromide(BPYBr), cholinchloride(ChCl), tetra-butylammonium bromide(TBABr)である。これらのイオン液体と塩化亜鉛を組み合せた複合ルイス酸触媒を調製し,塩化ベンジル等による芳香族化合物のアルキル化に応用した。イオン液体は,粘度が高いので反応操作と触媒分離の容易さを考えて,シリカゲルを分散媒とした担持液膜触媒として用いた。ベンゼンのアルキル化では塩化亜鉛単身触媒と比較すると,イオン液体-塩化亜鉛複合触媒の活性は60%程度であったが,モノアルキル化生成物の選択性が向上することが分った。BMIMBr-塩化亜鉛触媒についてリサイクル性を検討したところ,目立った活性の低下はなく再使用が可能であった。トルエンやナフタレン等のアルキル化の結果から,複合触媒ではBMIMBr-塩化亜鉛が高性能であることが分った。更に,粘土鉱物の一種であるスメクタイト人工合成時にイオン液体を添加して,細孔構造の制御を試みた。通常の条件では500m^2/g程度の表面積の多孔質スメクタイトが合成可能であるが,イオン液体を添加すると表面積を750m^2/g以上に大きく出来ることを見出した。現在,合成したスメクタイトの構造を詳しく調べるとともに,医薬材料としての機能を念頭に薬効機能を有する大きな有機化合物の吸着,脱離を検討している。
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