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Green Manufacturing with Fine Bubbles: From Principle Elucidation to Synthetic Process Development

细小气泡的绿色制造：从原理阐明到合成工艺开发

基本信息

批准号：
21H01974
负责人：
間瀬暢之
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

ファインバブル（FB）発生法はトップダウン法とボトムアップ法の２種類に大別される。気泡の剪断により分割、そして収縮により生成したナノサイズのウルトラファインバブル（UFB）と、加圧溶解した気体を減圧することにより生成したUFBは同一だろうか？さらに、マイクロサイズのマイクロバブル（MB）やUFB存在下での過飽和過程は同一だろうか？というFB化学を理解して使いこなすための原理原則を解明する必要がある。また、消えてなくなるFB界面を新奇特殊反応場として活用できるか？さらに、導入・除去が容易な気体の関与する反応を次世代ものづくりに活用できるか？の問いに対して、界面化学とプロセス化学を深化させる必要がある。本研究課題では、代表的な発生法により生じたFBの物性と反応性を系統的に評価するとともに、消えてなくなる新奇特殊反応場を活用した反応開発、ならびにFBものづくりプロセスの確立を目的とした。２０２１年度に、「１．FB化学を理解して使いこなすための原理原則」として、「１－１．各FB発生法におけるFBの物性評価」と「１－２．各FB発生法における反応性評価」に取り組み、MBとUFBの個数濃度とサイズ分布を定量化し、均一系光励起酸化反応と不均一系水素添加反応におけるFB効果を明らかにした。２０２２年度に「２．界面での有機合成：消えてなくなる新奇な特殊反応場」として、「２－１．FB界面で発生する短寿命活性種」と「２－２．FB界面選択的マイクロ波活性化反応の開発」に取り組み、反応装置の開発を終えたものの、想定した新奇特殊反応場への適用が達成できなかった。そのため、「３．フィンバブルグリーンものづくりプロセスの開発」として、「３－１．FBフロー手法による多相系フロー反応の深化」と「３－２．FBフロー手法の集積化によるグリーンものづくり」に取り組み、フェアリー化合物中間体の２段階合成を達成した。

There are two kinds of methods for generating FB. The bubble is sheared, divided, compressed, and generated. The bubble is sheared, compressed, and generated. The bubble is sheared, compressed. The bubble is generated. In the presence of MB and UFB, supersaturation processes are identical. To understand the principles of FB chemistry The FB interface is novel and special. For example, it is easy to import and remove the relevant substances and to use them in the next generation. The problem is that the interface chemistry is very complex. This research topic represents the development of FB properties and the establishment of FB properties. In 2021,"1. Principles of FB Chemistry" and "1-1. Physical Properties Evaluation of FB for Each FB Generation Method" and "1-2. Reactivity Evaluation of FB for Each FB Generation Method" were selected. The number concentration distribution of MB UFB was quantified. The homogeneous system was activated by light. The heterogeneous system was activated by water. In 2022,"2. Organic synthesis of interface: elimination of novel special reaction field,""2-1.FB interface generation of short-lived active species," and "2-2.FB interface selection of active active reaction of microwave wave" were selected for the purpose of assembly, development of reaction device, and application of novel special reaction field. "3. Development of a novel compound" and "3- 1. Deepening of a multiphase reaction" and "3- 2. Synthesis of a novel compound intermediate"

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ファインバブル有機化学：微細気泡を用いた還元剤フリーオゾン酸化手法の開発

微细气泡有机化学：利用微细气泡开发无还原剂臭氧氧化法

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Lin Haifeng;Kasai Nahoko;Xu Ning;Nakajima Hizuru;Kato Shungo;Zeng Hulie;Lin Jin-Ming;Mao Sifeng;Uchiyama Katsumi;本間寛治，金子哲，塚越一仁，西野智昭;櫻井大斗・角居雄太・花田祥吾・佐藤浩平・鳴海哲夫・間瀬暢之
通讯作者：
櫻井大斗・角居雄太・花田祥吾・佐藤浩平・鳴海哲夫・間瀬暢之

ファインバブル有機化学：多相系反応の効率化

细泡有机化学：提高多相反应的效率

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
真島美咲;今任景一;兼田直輝;石井祥;今榮一郎;大山陽介;小塚智貴・垣内健太・佐藤浩平・鳴海哲夫・間瀬暢之
通讯作者：
小塚智貴・垣内健太・佐藤浩平・鳴海哲夫・間瀬暢之

ファインバブルの基本特性と有機合成への適用研究事例・今後の展望

微小气泡的基本特征、其在有机合成中的应用研究实例及未来展望

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Zhou Lin;Kasai Nahoko;Nakajima Hizuru;Kato Shungo;Mao Sifeng;Uchiyama Katsumi;間瀬暢之
通讯作者：
間瀬暢之

グリーンものづくり：擬定常法によるフロー反応条件変数最適化手法の開発

绿色制造：利用准稳态方法开发流动反应条件变量优化方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Si Shuhui;Kaneko Tsuguhiro;Xu Lingrui;Luo Huan;Nakajima Hizuru;Kasai Nahoko;Uchiyama Katsumi;Wu Danhong;Zeng Hulie;宮下直己・Arun Kumar MANNA・佐藤浩平・鳴海哲夫・間瀬暢之
通讯作者：
宮下直己・Arun Kumar MANNA・佐藤浩平・鳴海哲夫・間瀬暢之

Continuous flow photooxidation of alkyl benzenes using fine bubbles for mass transfer enhancement

DOI：
10.1016/j.tetlet.2021.153613
发表时间：
2021-12
期刊：
Tetrahedron Letters
影响因子：
1.8
作者：
Gary Morrison;R. Bannon;S. Wharry;T. Moody;N. Mase;M. Hattori;H. Manyar;Megan Smyth
通讯作者：
Gary Morrison;R. Bannon;S. Wharry;T. Moody;N. Mase;M. Hattori;H. Manyar;Megan Smyth