ペーパー固定化イオン液体を均一系反応場とする新規構造体触媒の機能創出

使用纸固定离子液体作为均相反应场功能性创建新型结构催化剂

基本信息

批准号：
10J06787
负责人：
古賀大尚
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

サステイナブルな環境共生型社会の構築に向け、再生産可能なセルロース資源を積極的かつ有効に利用する機運が高まっている。本年度は、新規なセルロース系機能材料の開発を幅広く行った。成果を以下の4点にまとめる。1.シランカップリング法によりセルロース濾紙に導入したメタクリロキシ基をリパーゼ酵素固定化の足場とすることで、新規な紙状固定化酵素の開発に成功した。紙状固定化酵素は、高い活性・選択性を保ったまま繰り返し再利用可能であった。環境調和型の有用化合物生産に向けたグリーンな構造体触媒として今後の応用展開に期待が持たれる。2.セルロースは、結晶性のナノフィブリルとして草類・樹木の細胞壁を構成している。本研究では、その強靭なナノフィブリルを2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxy1(TEMPO)酸化を利用して取り出し、カーボンナノチューブとのハイブリッド化と電気特性評価を行った。結果として、極めて高強度でフレキシブルな透明導電性フィルムが得られた(可視光透過率約70%・シート抵抗約1,2kΩ/□)。また、湿度センサーとしての応用可能性も示した。3.上述のTEMPO酸化セルロースナノファイバーは、高結晶性とその表面のみに高密度にカルボキシル基を有している。本研究では、そのカルボキシル基を金属導入の足場とすることで、セルロースナノファイバーと金属触媒の融合ナノマテリアルの創出を試みた。特に、Cu(I)イオンーTOCNナノハイブリッド触媒の調製と高効率なクリック反応システムの構築に成功した。4.近年、常温溶融塩「イオン液体」に注目が集まっており、電池電解質やCO_2改質触媒、有機合成用溶媒など、様々な応用が検討されている。本研究では、イミダゾリウム型のイオン液体とセルロース間で生じる相互作用を利用することで、イオン液体固定化セルロースの調製に成功した。イオン液体は優れた機能を有するが、極めて粘度の高い液体であるため、その応用が制限されていた。本研究で調製したイオン液体固定化セルロース紙は、まさに紙として扱えるため、実用性が非常に高い。今後、メカニズムの解明や本技術の応用展開が期待される。

为了建立一个可持续的环境共生社会，越来越多的动力可以积极有效地利用可以复制的纤维素资源。今年，我们进行了新的基于纤维素的功能材料的广泛开发。结果在以下四个点中进行了总结：1。通过使用硅烷偶联方法引入纤维素滤纸中的甲基丙烯基基团作为固定脂肪酶的支架，我们成功地开发了一种新颖的纸张固定化酶。纸状固定酶可以反复重复使用，从而保持高活性和选择性。预计将来将应用它作为生产环保有用化合物的绿色结构催化剂。 2。纤维素是一种构成草和树木细胞壁的结晶纳米纤维。在这项研究中，使用2,2,6,6-四甲基哌啶1-Oxy1（TEMPO）氧化提取强纳米纤维，并与碳纳米管杂交并评估电性能。结果，获得了极高的强度和柔性透明导电膜（可见光透射率约为70％，电阻约为1,2kΩ/□）。它还显示了将应用作为湿度传感器的可能性。 3。上述温度氧化的纤维素纳米纤维仅在其表面上具有较高的结晶度和高密度的羧基。在这项研究中，我们试图通过使用羧基作为金属引入的支架来在纤维素纳米纤维和金属催化剂之间创建融合纳米材料。特别是，我们已经成功制备了Cu（I）离子 - 核纳米杂交催化剂，并构建了高效的点击反应系统。 4。近年来，注意力集中在室温熔融盐的“离子液体”上，并研究了各种应用，例如电池电解质，CO_2改革催化剂和有机合成的溶剂。在这项研究中，我们通过利用咪唑型离子液体和纤维素之间发生的相互作用来成功制备了固定的离子液体。尽管离子液体具有出色的功能，但它们是极其粘性的液体，其应用受到限制。在这项研究中制备的离子液体固定纤维素纸可以被视为纸，使其非常实用。希望该机制能够阐明，并将来将来开发该技术的应用。