2017 Fiscal Year Annual Research Report
Next-generation gas-liquid phase green chemical synthesis with microbubble / nanobubble strategy
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15H03844
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
間瀬 暢之 静岡大学, 工学部, 教授 (40313936)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | グリーンケミストリー / マイクロバブル / ナノバブル / ファインバブル / ウルトラファインバブル / 気相－液相反応 / 多相系反応 / グリーン化学プロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の全体構想である「MNB手法による次世代型気相－液相（－固相）グリーン製造化学プロセスの確立」を達成するために、本研究において挑戦するポイントは三つある。Stage 1：改良型MNB発生装置の開発、Stage 2：MNB手法による有機反応・合成の一般化、Stage 3：MNB手法の定量化。まずはこの三つのポイントに焦点を絞り、本手法の優位性を確立する。平成28年度までにStage 1, 2を終了したので、平成29年度においてStage 3を実施した。特に有機溶媒中のMNBの挙動は未解明であるため、NB個数が溶存気体濃度／反応性に与える影響を調査することでMNB手法の反応性向上メカニズムを解明することとした。MNB発生装置から発生したMNBが自己加圧効果によりナノサイズのNB化し、液相中に素早く溶解することで溶存気体濃度が飽和になる。さらに、反応により溶存気体が消費されても、系中に滞在しているMNBが連続的に液相に溶解することで飽和が維持され、反応性向上に寄与していると推定した。モデル反応として気相－液相－固相反応である接触水素化反応を選択した。液中のナノ粒子を観測できるNanoSight（ミクロブラウン運動トラッキング解析法）を用いてNB個数を定量した。その結果、水素添加反応にてNBが最も多く観測される条件では、溶存水素濃度および反応収率が高くなることが明らかになった。さらに種々の溶媒にて空気NB個数の定量をしたところ、誘電率および粘度が高い溶媒にて多くのNBが観測される傾向が得られた。以上、様々な有機溶媒中にNBが存在するため、MNB手法の適用範囲は広く、耐圧容器フリーの常圧下、安全／低エネルギー消費型／低環境負荷型な反応プロセスであるため、MNB手法の様々なファインケミカルズ合成への貢献が期待される。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
