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可視光応答性を有するボール型チタニアナノバスケットの合成とそれを用いる光触媒反応

具有可见光响应性的球形二氧化钛纳米篮的合成及其光催化反应

基本信息

批准号：
11J10617
负责人：
北野翔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kinki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

種々の条件で合成したHyCOM-TiO_2を合成し、溶媒やカップリング剤の種類を変更してバスケット構造の構築を検討したが細孔を有するボール型のナノバスケットは構築されなかった。HyCOM-TiO_2の多くが球状のような微粒子ではなく、ある程度の厚みを有した六角板状の構造であるため、バスケット構造の構築が困難であることが原因であると考えられる。焼成処理によって表面Rh種の状態を制御した高活性なRh^<3+>/TiO_2を用い、可視光照射下において本課題の反応の一つであるニトロベンゼンの光触媒的還元反応を行った。2-プロパノール溶媒を用いてこの反応を行ったところ、反応の進行が確認され、65%の選択率でアミノベンゼンを得ることに成功した。これは可視光照射下において金属イオン修飾TiO_2光触媒系を用いて還元的有機合成を行った初めての例である。また、この反応系はTiO_2をベースにした可視光応答型光触媒による還元反応であるため、既存の反応系への応用や他反応系との様々な組み合わせが期待できる。金属イオン修飾TiO_2を用いたアルコールの選択酸化反応において、さらなる反応性の向上のために反応系における基質(ベンジルアルコールとその酸化生成物)の吸着特性の解析を行った。その結果、基質の酸化速度はTiO_2上への吸着量に依存することを見出した。金属イオン修飾TiO_2を用いた本反応系において基質の酸化速度は吸着量によって決定され、アルコールとアルデヒドの吸着量の差が、アルデヒド生成の高い選択性に寄与していることが明らかになった。これらの結果は、TiO_2ベースの光触媒を用いるアルコールの選択酸化反応系において、今後の触媒設計指針に大きく貢献すると考えられる。総括すると、HyCOM-TiO_2を用いたバスケット構造の構築には至らなかったが、金属イオン修飾物の制御や、ソルボサーマル法によって合成した新規可視光応答型光触媒により、当初の計画以上の反応の多様性を得るとともに、今後の可視光応答型光触媒の発展が期待される結果を得た。

Synthesis of various conditions and conditions HyCOM-TiO_2 Synthesis of solventsバスケットstructureのconstructを検恗たがporeを有するボールtypeのナノバスケットはconstructedされなかった. HyCOM-TiO_2の多くがsphericalのようなmicroparticlesではなく、あるdegreeの thickみを有したhexagon The structure of the plate is difficult, and the reason why the structure is difficult is the reason why it is tested. Baking treatment is used to control the surface Rh state and control the high activity of Rh^<3+>/TiO_2. Under the irradiation of visible light, the reduction reaction of the photocatalyst in this topic is reduced. 2-The use of プロパノールsolvent is carried out with いてこの濜を行ったところ and 濜のがConfirmation, 65% of the selection rate is successful. An example of an organic synthesis of a TiO_2 photocatalyst system modified by a metal において metal イオン modified by a いて under visible light irradiation. TiO_2をベースにしたVisible light-responsive photocatalystによるreduction reactionであるため、The existing anti-reflection system is used and the other anti-reflection system is used. Metal イオン modified TiO_2をUsing いたアルコールの选択Acidification reaction において、さらなるReaction のUPのAn analysis of the adsorption characteristics of ためにジルアルコールとその acidification product of ためににおける matrix (ベンジルアルコールとその acidification product). The result depends on the acidification rate of the matrix and the amount of adsorption on TiO_2. Metallic modified TiO_2 is determined by the acidification rate and adsorption amount of the original reaction base matrix, and the amount of adsorption is determined byールとアルデヒドの difference in adsorption capacity, アルデヒドgenerated の高い选択性に Send and していることが明らかになった. The result of これらの, TiO_2ベースのphotocatalyst is used for いるアルコールのselected acid He is responsible for the chemical reaction system and the catalyst design guide for the future, and he has contributed to it. The structure of HyCOM-TiO_2 is constructed with the same structure To らなかったが, metal イオン decoration no control や, ソルボサーマル法によって合The new visible light-responsive photocatalyst has been successfully developed. The original plan was to respond to the multi-functionality of the visible light-responsive photocatalyst, and the future development of visible light-responsive photocatalysts is expected to be successful.