マイクロ・ナノ空間内におけるリアルタイム触媒スクリーニングシステムの開発

微纳空间催化剂实时筛选系统开发

• 批准号: 19651062
• 负责人: 塚原 剛彦
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19651062/
• 关键词: (1)マイクロ化学システム; 固定化触媒; スクリーニング; ナノ反応

当該研究は、フッ素の親和力を用いたガラス壁面への触媒固定化技術を用い、マイクロ・ナノチャネル内化学反応のリアルタイム解析および触媒スクリーニングを同時に可能とするシステムを構築することを目的としている。本年度には、フッ化炭素鎖を持つシラン化剤で修飾したマイクロチャネル内に、ルイス酸触媒であるフッ化炭素鎖を持つスカンジウム錯体を含む溶液を導入して、触媒を固定化した後、100μmチャネル内にてアルドール反応を試みた。また、このチャネル内反応を、バルク均一系および不均一系(触媒固定化した粒径60μmのシリカゲルを混ぜる)と比較した。これら3つの系全てにおいて触媒濃度が同等になるように調整すると共に、収率が20%に達するまでの反応時間から、反応効率を評価した。その結果、バルク均一系における反応時間は20分であったのに対し、不均一系では7分、チャネルでは3分で同収率に到達した。すなわち、チャネル内に触媒を固定化することで、反応速度が向上することが分かった。さらに、チャネルのサイズ依存性についても検討した。この時、チャネル内での溶液滞在時間が5分となるように、流速を調整している。その結果、チャネルサイズの減少に伴って、すなわち比表面積が増大するにつれて反応速度が向上し、100μmチャネルでの収率20%から50μmチャネルでは36%まで増加することが分かった。さらに、繰り返し操作による収率への影響は見られず、再利用も可能であることを確認した。

When the study は, フ ッ element の を affinity with い た ガ ラ ス wall へ の catalyst immobilization technology を い, マ イ ク ロ · ナ ノ チ ャ ネ ル within chemical anti 応 の リ ア ル タ イ ム parsing お よ び catalyst ス ク リ ー ニ ン グ を and possibly と に す る シ ス テ ム を build す る こ と を purpose と し て い る. This year に は, フ ッ mineralization carbon lock を hold つ シ ラ ン the tonic で modified し た マ イ ク ロ チ ャ ネ ル に, ル イ ス acid catalyst で あ る フ ッ mineralization carbon lock を hold つ ス カ ン ジ ウ ム misprinted を solution containing む を import し て, catalytic を immobilized し た, after 100 microns チ ャ ネ ル within に て ア ル ド ー ル anti 応 を try み た. ま た, こ の チ ャ ネ ル within the 応 を, バ ル ク homogenous system お よ び inequality a series (catalyst immobilization し た diameter 60 mu m の シ リ カ ゲ ル を mixed ぜ る) と compare し た. こ れ ら 3 つ の is full て に お い て catalyst concentration が equal に な る よ う に adjustment す る と に, が 収 rate 20% に す る ま で の 応 time か ら, anti 応 sharper rate を review 価 し た. そ の results, バ ル ク homogenous system に お け る は 20 points against 応 time で あ っ た の に し, heterogeneity is seaborne で は 7 points, チ ャ ネ ル で は 3 で arrive with 収 rate に し た. す な わ ち, チ ャ ネ ル に within catalyst を immobilized す る こ と で, anti が 応 speed up す る こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0, チャネ ズ サ サ ズ ズ dependence に 検 て て 検 検 for た. The retention time of the で <s:1> solution in チャネ となるように is が5 minutes となるように, and the flow rate is を adjusted to <s:1> て る る る る る. そ の results, チ ャ ネ ル サ イ ズ の reduce に with っ て, す な わ ち large specific surface area が raised す る に つ れ て が 応 speed up し, 100 mu m チ ャ ネ ル で の 収 rate 20% か ら 50 microns チ ャ ネ ル で は 36% ま で raised plus す る こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0, the operation of reusing the koji to return to the koji による yield へ the impact of the <s:1> is found in られず, and the reusing <s:1> may be である とを とを confirm た.

项目成果

毛管蒸発を利用した拡張ナノ空間内における気液相転移現象の解析

利用毛细管蒸发分析膨胀纳米空间中的气液相变现象

• 发表时间: 2008
• 作者: 塚原剛彦;前田拓;馬渡和真;火原彰秀;北森武彦
• 通讯作者: 北森武彦

NMR緩和を利用した拡張ナノ空間中における極性及び無極性分子の回転・並進ダイナミクス解析

使用 NMR 弛豫分析扩展纳米空间中极性和非极性分子的旋转和平移动力学

• 发表时间: 2007
• 作者: 塚原剛彦;北森武彦
• 通讯作者: 北森武彦

拡張ナノ空間内におけるケト-エノール互変異性化反応に関する研究

扩展纳米空间中酮-烯醇互变异构反应的研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 塚原剛彦;長岡恭介;北森武彦
• 通讯作者: 北森武彦

ナノ流体制御装置を用いた拡張ナノ空間内化学反応の解析

使用纳米流体控制装置分析扩展纳米空间中的化学反应

• 发表时间: 2007
• 作者: 塚原剛彦;火原彰秀;北森武彦
• 通讯作者: 北森武彦

NMR緩和測定による拡張ナノ空間内の液体ダイナミクスと空間制限効果解析

使用 NMR 弛豫测量分析扩展纳米空间中的液体动力学和空间限制效应

• 发表时间: 2007
• 作者: 塚原剛彦;北森武彦
• 通讯作者: 北森武彦