2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13650912
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
廣瀬 卓司 埼玉大学, 工学部, 助教授 (80292647)
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| Keywords | 超臨界二酸化炭素 / 光還元 / 光触媒 / ルテニウム錯体 / コバルト錯体 / 一酸化炭素 / ターンオーバー数 / CO / H_2選択性 |
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| Research Abstract |
本研究の遂行に当たり、超臨界二酸化炭素状態を達成し、その雰囲気下で光反応を行うことができる装置の開発を行った。最小限の反応容積(約24cm^3)で、高温(最高200℃)、高圧(最高25MPa)条件下の超臨界流体状態、あるいは有機溶液との混合状態で温度ならびに圧力制御の下、光照射実験が可能となる、ステンレス製耐圧反応セルを設計し、試作した。現在までのところ、70℃、7〜8MPa(70〜80気圧)の条件下における反応で、2日間で10%以下の圧力低下が観測されているが、他の実験誤差を考慮するとほぼ十分な精度の行うことが可能となっている。
これまで、光増感剤としてルテニウム錯体、還元反応触媒としてコバルト触媒、最終還元剤として有機アミン試薬を用いた系を用いて、超臨界状態二酸化炭素と有機溶媒との混合溶液条件下光二酸化炭素還元を行った。その結果、本触媒系においてはもとより、有機金属錯体を用いたいずれの光二酸化炭素還元系よりも高い還元効率(2日間で触媒のターンオーバー数で約75)と一酸化炭素選択性(CO/H_2=〜15)を実現することができた。
一方、超臨界二酸化炭素中で反応を行うことができれば、より環境負荷の少ない反応系が実現できることから、超臨界二酸化炭素に溶解させることができる触媒の開発をめざして、配位子の設計と合成を行っているが、現在のところ十分な溶解度を持つ錯体の合成はできていない。
また、より実用的な反応系の実現を目指して、固体に担時した触媒を用いた反応についても検討を行った。大気圧の二酸化炭素雰囲気下における実験では、効率よく反応が進行することが分かったが、超臨界二酸化炭素中においては錯体の速やかな劣化が観測された。
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