空間配置を制御した金属ナノ粒子のゲル微粒子内部への固定化による機能性触媒の創製

通过将金属纳米颗粒固定在具有受控空间排列的凝胶颗粒内来创建功能催化剂

基本信息

批准号：
15J11533
负责人：
呉羽拓真
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題の目的のひとつである異種ナノ粒子とハイドロゲル微粒子の複合体合成技術の確立において、新たな合成方法で新奇ポリマー/ポリマー複合ゲル微粒子を開発し、ハロゲン化合物を自在に内包/放出できるキャリア―の提案につながった。特に、金属ナノ粒子と同様に水に溶解しない固体状高分子ナノ粒子をハイドロゲル微粒子に複合化させたことで、触媒反応時のゲル微粒子の構造と触媒反応基質分子の拡散性の関係を解明できる糸口をつかんだ。本検討は学術論文として3報受理された。さらに、本課題の大きな目的である金属ナノ粒子複合ゲル微粒子触媒の開発にも成功し、触媒反応中または再利用するための回収時に凝集しないゲル微粒子触媒を提案した。ここでは金属ナノ粒子の空間配置を制御し、ハイドロゲル微粒子内部に固定化させる手法を用いて、金属ナノ粒子の粒子内固定位置が触媒活性に与える影響を調査した。特に、固体状高分子微粒子の周りに水和するゲル層を付与したコアシェル型のゲル微粒子を用いて固体状コア微粒子表面にのみ金属ナノ粒子が存在するように空間配置を制御した。ここでは金ナノ粒子を選択し、触媒反応としてモデルとなるp-nitrophenolの還元反応を用いた。その結果、特に担持されていないフリーの金ナノ粒子およびゲル層がない固体状微粒子表面に担持されている金ナノ粒子を用いた場合、触媒反応中に微粒子間の凝集が発生し、再利用性が低い事がわかった。一方、コアシェルゲル微粒子に担持された金ナノ粒子触媒を用いると、触媒活性は大きく変化しないが、常に分散状態で回収が容易であるため高い再利用性を示すことを見出した。本検討結果は学術論文として提出中であり、触媒である金属ナノ粒子の空間配置を制御する意義を見出せた成果であると言える。

此任务的目的之一，是针对不同种类的纳米颗粒和水凝胶细颗粒的另一种复合合成技术，一种可以通过开发新的聚合物/聚合物复合凝胶颗粒来自由含有/释放卤素化合物的载体。特别是，与金属纳米颗粒一样，不溶于水中的固体形成的聚合物纳米颗粒与水凝胶细颗粒结合在一起，阐明了催化反应过程中凝胶颗粒的结构与催化反应底物的扩散我可以做的线索。这项研究被接受为学术论文。此外，我们成功地开发了金属纳米颗粒复合凝胶颗粒催化剂，这是该任务的主要目的，并提出了一种凝胶颗粒催化剂，该凝胶颗粒催化剂在催化反应或恢复过程中未汇总以重复使用它。在这里，将金属纳米颗粒的内部控制并固定在水凝胶细颗粒上，并使用金属纳米颗粒颗粒的固定位置来研究催化活性。特别是，控制了空间布置，因此金属纳米颗粒仅使用核心壳形的凝胶颗粒具有凝胶层的固体芯颗粒的表面，该凝胶层围绕固体形状的聚合物微型植物进行水合。在这里，选择了金纳米颗粒，并使用了P-硝基苯酚的赎回反应，这是一种作为催化剂反应的模型。结果，当使用没有凝胶层的固体颗粒的金纳米颗粒和固定颗粒时，在催化反应和可重复使用的情况下，使用了固体粒子发现它很低。另一方面，发现在核心SHEL凝胶中使用金纳米颗粒催化剂可显示高复用，因为催化活性没有显着变化，但总是很容易收集。这项研究的结果是作为学术论文提交的，可以说，发现金属纳米颗粒的空间布置的结果是催化剂。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hydrogel Microspheres for Selective Separation of Halogen Compounds

用于选择性分离卤素化合物的水凝胶微球

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shusuke Matsui;Takuma Kureha;Yasuhisa Nagase;Kosuke Okeyoshi;Ryo Yoshida;Takaaki Sato;and Daisuke Suzuki;Takuma Kureha and Daisuke Suzuki
通讯作者：
Takuma Kureha and Daisuke Suzuki

ルテニウム金属錯体を共重合した温度応答性ゲル微粒子の微細構造評価

钌金属配合物共聚温度响应凝胶颗粒的微观结构评价