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Analyses of one-step hydrogenation of polycyclic aromatic hydrocarbons with multi-electron transfer in microemulsion reaction field

微乳液反应领域多环芳烃多电子转移一步加氢分析

基本信息

批准号：
21K04999
负责人：
脇坂暢
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Toyama Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的はマイクロエマルションを反応場とした多環芳香族の1段階電解水素化反応の制御および機構解明である。この目的のため、昨年度に引き続きナフタレンを基質とし、様々な組成および支持電解質pHのマイクロエマルションを調製し、Pt-Ruスパッタ合金電極触媒を用いた精密な電気化学測定とガスクロマトグラフによる生成物分析から、反応性制御因子の解明を行った【サブテーマA】。この結果、基質ナフタレンを多く含むマイクロエマルション(D相)では、水素化のファラデー効率は77%@1.5 mAcm^-2と高かったものの、4電子反応によるテトラリンの生成が優勢であった。一方、基質ナフタレンが少ないマイクロエマルションはO/W相を形成し、D相に比べファラデー効率が51%@1.5 mAcm^-2と低くなったものの、10電子反応によるデカリンの生成が優勢であった。生成デカリンは殆どcis体であったため、Langmuir-Hinshelwood機構による反応が推察される。基質濃度によりナフタレンの電極表面上への吸着状態が変化したため、反応選択性が異なったと考えられる。より詳細な反応機構の解析のため、昨年度に引き続き、微分電気化学質量分析装置の作製を行った【サブテーマC】。本年度は安定した測定ができるよう、電解セルの設計を一新し、真空取り込み口の透過膜の選定を改めて行った。この結果、幅広い温度域において、水溶液中に含まれる芳香族炭化水素の分析が可能となった。しかし、触媒上で微量に生成される水素化物の検出には至らなかった。これは真空取り込み口の透過膜まで溶解度の低い水素化物が到達できないためと考えられる。次年度はさらなる装置の改良を試みる。研究の成果の一部は学術会議にて発表を行った。

The purpose of this study is to clarify the mechanism of first-stage electrolytic hydration of polycyclic aromatic compounds. For this purpose, the composition of the substrate and the pH of the supporting electrolyte were modulated and Pt-Ru alloy electrode catalysts were used for precise electrochemical determination of the products and the analysis of the reaction control factors. As a result, the matrix phase is composed of 77%,1.5 mAcm^-2 and 77%,1.5 mAcm^-3. The matrix phase is composed of 77% and 77% of the matrix phase (D phase). The ratio of O/W phase formation to D phase formation is 51%@1.5 mAcm ^-2. The ratio of O/W phase formation to D phase formation is 51%@1.5 mAcm^-2. The ratio of O/W phase formation to D phase formation is 51%@1.5 mAcm^-2. The Langmuir-Hinshelwood mechanism is the mechanism for the generation of anti-corruption. The adsorption state on the electrode surface of the substrate concentration is changed, and the selectivity is changed. Detailed analysis of reaction mechanism, analysis of reaction mechanism This year, the stability measurement, the design of the electrolytic cell, the selection of the transmission membrane of the vacuum tube were improved. The results show that the analysis of aromatic hydrocarbons in aqueous solutions is possible in the temperature range of the amplitude. A trace amount of hydrate is produced on the catalyst. This is the first time that a low solubility compound has been obtained by vacuum extraction. The next year, the improvement of the device will be tested. A part of the research results will be presented at academic conferences.