2019 Fiscal Year Annual Research Report
Precise design of heterogeneous catalyst for development of environmentally benign reactions
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17H03456
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
實川 浩一郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 名誉教授 (50235793)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
満留 敬人 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00437360)
水垣 共雄 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50314406)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 触媒反応 / 複合系触媒 / 酸化反応 / 還元反応 / バイオマス / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来型の固体触媒では困難であった液相での官能基変換反応に適用可能な高機能固体触媒を開発するために、新しい概念の固体触媒設計のコンセプトの確立を目指してきた。(i)規則性構造を有する有機・無機化合物をマクロリガンドとみなし、錯体形成の概念を適用した触媒を設計する。(ii)触媒活性中心近傍に協奏的に働く固体の規則性を利用した分子認識部位を設計する。(iii)金属活性中心近傍の空間が基質接近過程における分子認識部位として働き高い選択性を発現させる。(iv)その空間によって金属種が安定化されて回収再使用を含む効率的な触媒使用を可能にする。
このような設計指針の下、各種の複合系触媒の研究を展開してきた。特にルテニウムなどの貴金属酸化物ナノ粒子を中心とした活性種近傍を精密設計し、担体として界面における相互作用を期待できる金属リン酸塩とを組み合わせた触媒を調製し、炭素－炭素結合形成反応への活性や選択性を検討した。また同時に、各種の分光化学的なスペクトル解析から触媒の活性化状態を検討し、よりパーフォーマンスの高い触媒を開発するべく触媒設計に役立てた。従来の金属ナノ粒子と酸化物担体との協奏効果から、新たに金属酸化物ナノ粒子を酸化物担体との協奏効果発現へとマクロリガンド触媒の概念をさらに拡張することができた。これにより、従来の固体触媒では困難であった液相中での分子変換を可能にして、温和な条件で高活性高選択性を示す新規な触媒反応を実現した。これらの触媒やさらに同時並行的に進めている固体酸触媒の研究によって、ファインケミストリーに適用できるよりグリーンな触媒を開発につなげることができた。得られた成果は、各種の学会で多数の報告を行った他、国際的にも有名な雑誌に論文報告を行った。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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