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光機能界面における環境負荷物質のビタミンB12駆動型超効率分解機構

维生素B12驱动的光学功能界面对环境有害物质的超高效分解机制

基本信息

批准号：
17029050
负责人：
久枝良雄
金额：
$ 2.82万
依托单位：
Kyushu 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

项目摘要

1)酸化チタンの表面にビタミンB12錯体を固定化したハイブリッド触媒を作製し、光駆動型脱塩素化反応の開発に成功した。本反応は、酸化チタン伝導帯の励起電子の還元力(-0.5 vs NHE)を利用しビタミンB12のCo(I)種を生成させ、基質となる有機塩素化合物への求核反応によりアルキル錯体が中間体として生じ、続いてアルキル錯体のコバルト-炭素結合の光開裂により触媒であるCo(II)錯体が再生すると推定される。2)コバルト錯体として、ポルフィリン及びフタロシアニンを用いて上記と同じ反応を行った場合は、触媒の耐久性及びCo(II)/Co(I)の還元電位に問題があり、ほとんど反応は進行しなかった。従って、天然由来のビタミンB12錯体(コリン錯体)が最も本ハイブリッド系に適した触媒であると言える。3)本ハイブリッド触媒を用い、種々の物質変換反応を行った。様々な基質を用いた場合、いずれも効率良く、ラジカル種を中間体とする物質変換反応が進行した。未修飾の酸化チタンを用いた場合や、ビタミンB12錯体に光照射しただけでは反応は全く進行せず、酸化チタンとビタミンB12の複合効果により反応が進行していると言える。4)これらの反応は、従来のBu3SnH/AIBN法の代替法となり、有毒なスズ化合物を必要としないクリーンな光エネルギーを利用した環境適合型物質反応として有望である。5)本ハイブリッド触媒の有効利用を目指し、ガラス基板上への固定化を行った。ビタミンB12錯体は約2x10^<-9>mol/cm^2程度の固定化率でガラス基板上に固定化されていた。ハイブリッド触媒が3次元的に積層されたために、単位面積当たりの固定化量は粉末系の100倍近く向上した。

1) acidification チタンの surface にビタミン B12 misprinted を immobilized したハイブリッドし the catalyst を cropping, light 駆 moving type to take off the salt element against 応の open 発に successful した. This anticyclic 応応 and acidified チタ伝伝 conduction band pyronic excitation electron electron reducing force (-0.5 vs NHE) を using しビタミン B12 の Co (I) を generated させ, matrix となる organic salt element compounds への or for nuclear 応によりアルキル misprinted が intermediates としてじ, 続いてアルキル misprinted のコバルト - carbon combine の light cracking により catalyst である Co (II) misprinted が regeneration すると presumption される. 2) コバルト misprinted として, ポルフィリン and びフタロシアニンを with いて written と with じ anti 応を line ったは, catalyst の durability and び Co (II)/Co (I) の is yuan potential に problem があり, ほとんど anti 応は for しなかった. 従って, natural origin のビタミン B12 misprinted (コリン misprinted) がも best ハイブリッド department に optimum した catalyst であると said える. 3) This ハブリッドブリッド catalyst を is replaced with ハ and 々 substances to reverse the 応を line った. Others 々をな matrix with いた occasions, いずれも good く working rate, ラジカル kind を intermediates とする material variations in anti 応が for した. Undecorated の acidification チタンを with いたや, ビタミン B12 misprinted に light しただけでは anti 応はく completely せず, acidification チタンとビタミン B12 の composite unseen fruit により anti 応が for していると said える. 4) これらの anti 応は, 従の Bu3SnH/AIBN の replace method となり, toxic なスをズ compounds necessary としないクリーンな light エネルギーを using した type environment suitable for material anti 応として could である. 5) This ハハブリッド catalyst is effective in utilizing を fingers to を and へ immobilized を rows った on the ガラス substrate. ビタミン B12 misprinted は about 2 x10 ^ < - > 9 mol/cm ^ 2 degree の immobilization rate でガラス substrate に immobilized されていた. ハイブリッド catalyst が 3rd dimensional に horizon されたために, 単 area when たりの immobilized amount は powder is の nearly 100 times く upward した.