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2013年11月19日 (火)

従来の数万分の1の触媒量で機能するパラジウム触媒を開発

平成25年11月15日
独立行政法人 理化学研究所
独立行政法人 科学技術振興機構
国立大学法人 九州大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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本研究成果のポイント
 
〇シリコンナノワイヤーアレイに
 パラジウムナノ粒子触媒を固定化
 
〇溝呂木-ヘック反応で触媒回転数
 200万回転の世界最高効率を実現
 
〇省資源化の実現、レアメタル依存を
 低下させ、グリーンイノベーションへ
 
 
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 理化学研究所、科学技術振興機構、
九州大学は、有機太陽電池材料や医薬品の
合成に使用可能で、高効率な触媒反応を
示す「シリコンナノワイヤーアレイ注1)
担持パラジウム触媒」の開発に成功
しました。
 
 これは、理研 環境資源科学研究センター
(篠崎 一雄 センター長)
グリーンナノ触媒研究チームの山田 陽一
副チームリーダー、魚住 泰広
チームリーダー(自然科学研究機構
分子科学研究所 教授兼務)と、九州大学
カーボンニュートラル・エネルギー国際
研究所(I2CNER)の藤川 茂紀
准教授の共同研究グループによる成果です。
 
 触媒は、特定の化学反応の反応速度を
速める物質であり、さまざまな化学製品の
製造に用いられています。
 
 触媒を利用し、2つの化学物質を選択的
に結合させるクロスカップリング注2)
という反応は、医薬品合成、機能性材料
合成、石油化学製品製造において重要な
役割を果たしています。
 
 しかし現在、パラジウムを触媒として
用いたクロスカップリングでは、高価な
レアメタルであるパラジウムを大量に使用
する方法しか確立されていません。
 
 このため、微量で機能する触媒が開発
できれば、低コスト化や省資源化、
レアメタルへの依存低下につながります。
 
 共同研究グループは、原料1molに
対して1ppm注3)未満で機能する
固定化触媒の開発を目指し、
シリコンナノワイヤーアレイに
パラジウムナノ粒子を固定させた
「シリコンナノワイヤーアレイ担持
パラジウム触媒」を開発しました。
 
 実際に、この触媒を使い、
クロスカップリングの反応の1つである
溝呂木-ヘック反応注4)を行ったところ、
従来に比べて数万分の1の量に相当する
0.49ppmで反応が進行しました。
 
 また、触媒活性の指標である触媒回転数
も200万回転に達し、この反応に有効な
固定化触媒として世界最高効率を実現
しました。
 
 今後、さらに触媒の改良が進むと、
大規模な化学プラントで実用可能な触媒
へと発展していく可能性があります。
 
 本研究の一部は、科学技術振興機構
(JST) 先導的物質変換領域
(ACT-C)として行われ、ドイツの
科学雑誌『Angewandte 
Chemie International
 Edition』に掲載されるに先立ち、
オンライン版に近日中に掲載されます。
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>従来の数万分の1の触媒量で機能する
 とは素晴らしいですね。
 
 しかも触媒回転数200万回転の
世界最高効率だそうです。
 
 大規模な化学プラントでも実用可能
なものになると素晴らしい。

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