二酸化炭素のメタノールへの高効率変換

二氧化碳高效转化为甲醇

基本信息

批准号：
05225221
负责人：
米山宏
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.ギ酸脱水素酵素およびメタノール脱水素酵素を電極触媒に用いた二酸化炭素の電解還元反応メチルビオローゲン(MV^<2+>)ならびにピロロキノリンキノン(PQQ)を電子メディエータに用いることによって,ギ酸脱水素酵素(FDH)による二酸化炭素のギ酸への電解還元およびメタノール脱水素酵素(MDH)によるギ酸の電解還元反応を行えることを見出した。前者の反応は,電解セルを遮光することにより連続的に進行し,90%以上の高い電流効率が得られた。いっぽうMDHを用いたギ酸の電解還元場合,MV^<2+>を用いるとホルムアルデヒドが主生成物となり,それが蓄積するとメタノールが生成したのに対し,PQQを用いると,メタノールのみが選択的に生成した。その反応機構をPQQの電極への吸着挙動から明らかにした。以上の知見を基にして,FDHとMDHの両酵素および電子メディエータの存在する電解液を用いることにより,二酸化炭素のメタノールへの電解還元反応を行うことに成功した。PQQを用いた場合には生成物はメタノールのみであり,89%という極めて高い電流効率が得られた。2.ZnS半導体超微粒子とMDHを用いた二酸化炭素のメタノールへの光還元反応二酸化炭素を飽和したZnS超微粒子コロイドに,MDH,PQQ,および正孔捕捉剤として2-プロパノールを溶解し,高圧水銀-ランプ光により照射することによって,ZnS超微粒子による二酸化炭素のギ酸への還元と,MDHによるギ酸からメタノールへの還元反応が連続的に進行することによる,二酸化炭素のメタノールへの光還元反応を行うことに成功した。この場合,ZnS超微粒子内に生成する励起電子は,二酸化炭素の還元とPQQの還元に競争的に用いられるため,PQQの濃度が反応に大きく影響を及ぼす。二酸化炭素からメタノールへの変換の量子効率は5.9%であり,これまでに報告されている半導体粒子を用いた二酸化炭素のメタノールへの光還元反応の中で最も高いものであった。

1。使用甲酸盐脱氢酶和甲醇脱氢酶作为电催化剂的二氧化碳的电解性还原。通过将甲基脊柱（MV^<2+>）和吡咯喹啉喹酮（PQQ）作为电子介体，发现甲醇脱氢酶（FDH）的二氧化碳将二氧化碳的电解性还原为甲酸，而甲醇脱氢酶的甲酸降低可以降低甲醇（Car）。前反应通过阻塞电解细胞连续进行，导致高电流效率超过90％。另一方面，当使用MDH的甲酸电解还原时，使用MV^<2+>时甲醛成为主要产物，并且在累积时形成甲醇，而当使用PQQ时，只能选择性地生产甲醇。从PQQ在电极上的吸附行为中阐明了反应机理。基于上述发现，我们通过使用含有FDH和MDH酶和电子介体的电解质溶液成功地成功地进行了二氧化碳对甲醇的电解还原反应。当使用PQQ时，该产品为元乙醇，导致89％的电流效率极高。 2。使用ZnS半导体超铁颗粒和MDH的光递归反应，通过将MDH 2-丙醇溶于Zns Ultrafine粒子胶体中，用二氧化碳饱和，并用高压力的Mercury-light odioct carection Recarcience carcriation Recarction Recarction Rection carection Rection Recarction Recarction Recarction Recarction Recarction Rection carection将MDH 2-丙醇溶解为一种孔捕获剂，我们的光载量为carection。 ZnS超细颗粒和二氧化甲酸的二氧化物和MDH二氧化碳对甲醇的光递归反应，作为甲酸对甲醇的连续进展。在这种情况下，在ZnS超细颗粒中产生的激发电子用于还原二氧化碳和PQQ，因此PQQ的浓度对反应有重大影响。二氧化碳到甲醇转化率的量子效率为5.9％，这是使用半导体颗粒的二氧化碳对甲醇的先前报道的光摄取反应中最高的。