ナノ粒子およびナノ微細構造光触媒・光機能材料の合成と機能

纳米粒子和纳米结构光催化剂及光功能材料的合成与功能

• 批准号: 17029037
• 负责人: 平井 隆之
• 金额: $ 2.56万
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17029037/
• 关键词: ナノ粒子; ナノ細孔; 光触媒; 光機能材料; 有機合成; 酸素化反応; 光化学反応; 発光型分子デバイス; 水素生成

孤立4配位構造を有するチタンを含有するシリカを、オレフィンを溶解させたアセトニトリル(AN)に懸濁させ、分子状酸素の存在下で光照射を行うと、オレフィンの光エポキシ化が高選択的に進行することを見出した。本触媒上では、光励起されたチタン酸化物種が酸素分子と反応してO_3・^-層ラジカルを生成し、これがオレフィンと反応することでエポキシドを生成する。ところが、通常の光触媒系では、光励起されたチタン酸化物種は同時にオレフィンの水素を引き抜きオレフィンラジカルを生成するため、ケトンやアルコールなどを副生してしまう。ANは光励起されたチタン酸化物上に配位してオレフィンのアクセスを抑制し、オレフィンラジカルの生成を抑制する一方、O_3・^-ラジカルの直接付加によるエポキシドの生成は妨害しない。ANによるこの「活性点の選択的なシールド効果」により、選択的なエポキシド生成が可能となる。さらに、半導体光触媒を用いて異性化オレフィンを反応させるとcis-およびtrans-エポキシドの混合物を与えるが、本反応系においては原料オレフィンの立体配座を保持した純粋なエポキシドを合成できた。温度により構造を変化させる感温性高分子ポリN-イソプロピルアクリルアミドに増感剤(ベンゾフェノン)を固定化した高分子光増感剤を用いて、フェノールの酸素化反応を水中で酸素存在下、種々の温度で行った。この高分子光増感剤は低温では柔軟な開いた構造をとる一方、温度上昇に伴い凝集した構造をとる。疎水性ドメインを形成する20℃前後において、酸素化生成物(p-ベンゾキノン)収率が大きく増加することが分かった。これは疎水性環境下では酸素化反応に関与する^1O_2の寿命が長くなるためである。さらに温度を上げると、より凝集した疎水性コアによりフェノールが排除されるとともに^1O_2の拡散が抑制され、収率は低下する。このように、温度によって反応速度を可逆的に制御できるほか、反応後の温度上昇による凝集による増感剤の簡便な回収・再利用が可能となった。

The isolated 4-coordinate structure has been found in the presence of light irradiation, light irradiation and high selectivity. The catalyst has been prepared by photo-excitation of acid species, reaction of O_3·^-layer, reaction of O_3·^-layer, reaction of O_3·^-layer and reaction of O_3·^-layer. In general, photocatalysts are produced by photo-excitation of the acid species. A method for inhibiting the formation of a complex on AN optically excited acid compound, and a method for inhibiting the formation of a complex on an optically excited acid compound. AN refers to the "active site selection and selection results", and the selection and selection results are generated. In addition, the semiconductor photocatalyst is used for the conversion of the mixture of cis-and trans-, and the reaction system is used for the conversion of the raw material into a pure mixture of cis-and trans-. Temperature sensitive polymers are immobilized in the presence of photosensitizers, acid sensitive polymers in the presence of acid in water, and temperature sensitive polymers. The polymer photosensitizers are soft at low temperatures and aggregate at elevated temperatures. The rate of formation of p-hydroxylated products increased significantly around 20℃. The life span of P1O2 in aqueous environment is long. In addition, the temperature is high, and the aggregation rate is low. The temperature, temperature and reaction speed are reversible, and the temperature rise after reaction is easy to recover and reuse

项目成果

Immobilization of CdS nanoparticles from reverse micellar system onto mesoporous organosilicates and their photocatalytic properties

• DOI: 10.1016/j.materresbull.2005.07.037
• 发表时间: 2006-01
• 期刊: Materials Research Bulletin
• 影响因子: 5.4
• 作者: T. Hirai;M. Ota

Visible Light-Induced Highly Selective Transformation of Olefin to Ketone by 2,4,6-Triphenylpyrylium Cation Encapsulated within Zeolite Y

封装在 Y 型沸石中的 2,4,6-三苯基吡咯鎓阳离子在可见光诱导下高选择性地将烯烃转化为酮

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chemical Communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: Yasuhiro Shiraishi;et al.
• 通讯作者: et al.

Photosensitized Oxygenation of Sulfides within an Amphiphilic Dendrimer Containing a Benzophenone Core

含有二苯甲酮核心的两亲性树枝状聚合物内硫化物的光敏氧化

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry B 109
• 作者: Yasuhiro Shiraishi;et al.
• 通讯作者: et al.

Ti-Containing Mesoporous Organisilica as a Photocatalyst for Selective Olefin Epoxidation

含钛介孔有机硅作为选择性烯烃环氧化光催化剂

• 发表时间: 2006
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry B 110(36)
• 作者: Masatsugu Morishita;Yasuhiro Shiraishi;Takayuki Hirai
• 通讯作者: Takayuki Hirai

Immobilization of CdS nanoparticles formed in reverse micelles onto aluminosilicate supports and their photocatalytic properties.

• DOI: 10.1016/j.jcis.2005.03.038
• 发表时间: 2005-08
• 期刊: Journal of colloid and interface science
• 影响因子: 9.9
• 作者: T. Hirai;Y. Bando