| 酸化・還元活性 |
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| 【技術分類】 |
| １−Ａ 酸化チタンの物性と光活性 |
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| 【技術の名称】 |
| １−Ａ−６ 酸化・還元活性 |
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| 【技術内容】 |
光半導体触媒を用いた光酸化は、環境汚染物質の完全酸化（いわゆる無機化、鉱物化）や還元反応の他、オレフィン類のエポキシ化、アルコールの脱水素などの選択的有機合成でも有効である。こうした反応は分子状酸素添加下に酸化チタン（TiO2）スラリー条件で光照射下に実施するが、通常の固体触媒反応と同様、触媒による活性、選択性の相違がある。また基質によって反応性が大きく異なる点でも通常の固体触媒反応に類似している。以下には後者の点に重点をおいた研究例を紹介する。
使用した触媒：触媒学会参照触媒 JRC-TIO-2, -3, -5、ST-01（石原産業）、Degussa P25等
光化学反応：1-Hexene, 1-Decene, 1-hexadeceneの酸化、無溶媒またはAcetonitrile, n-Hexane等の溶媒中で実施した。反応器はパイレックスガラス製、10mm径の反応器に基質 4.0g、触媒 15mgを仕込み、室温、高圧水銀灯（500W, Wacom R&D, BMO-500D）を300nm以下の紫外光をカットして照射した。また光強度の調節にSUSメッシュを使用した。このため、照射強度は40mWであった。 |
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| 【図】 |
| 図１ 1-Deceneの光触媒酸化 |
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| 出典：「Epoxidation of Olefins on Photoirradiated Titanium Dioxide Powder Using Molecular Oxygen as an Oxidant．」、「J Catal VOL. 176 NO. 1」、（1998年）、OHNO T、NAKABEYA K、MATSUMURA M著、Academic Press発行、77頁 Fig.１ Change of the amount of 1-decene, 1,2-epoxydecane, and nonanal in a test tube as a result of photocatalytic reaction. The reaction was carried out in pure 1-decene (4.0g, 2.9 x 10-2mol) using TiO2 powder (ST-01, 15mg) as the photocatalyst under a stream of oxygen bubbles. The amount of 1-decene after photoirradiation for 16h under a stream of argon bubbles is marked with a closed square. Reprinted with permission from Elsevier Science |
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| 図１の説明：1-deceneの光触媒でエポキシドが選択的に生成した。副生物にはnonanalおよび他の微量生成物が観測された。基質間の反応性は長鎖オレフィンほど高い傾向であったが、エポキシド選択率は長鎖になるほど低下した。他の触媒と比較すると1,2-Epoxydecaneの生成量はST-01 (Anatase) > P25 (Anatase 70%) > TIO-3 (Rutile) > CR-EL 'Rutile) > TIO-5 (Rutile)であった。 |
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| 【応用分野】 |
| 光触媒酸化による有機合成 |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「J Catal VOL. 176 NO. 1」、（1998年）、OHNO T、NAKABEYA K、MATSUMURA M著、Academic Press発行、76頁〜81頁 |
