客观日本

日本大阪大学等开发纸制触媒反应器

2017年02月08日 化学材料

日本大阪大学产业科学研究所特任助教古贺大尚与冈山大学多领域融合尖端研究中心副教授仁科勇太等人的共同研究小组最近开发了用纸做成的催化反应器(Reactor)。从原料到制成医药品为止的作为化合物的医药中间物在使用该反应器做的实验中,取得了比以往的反应器更高效率的合成。由于该反应器可以广泛应用于催化反应,有望实现各种化学药品的高效率合成。

所有的化学产业都离不开催化反应的支撑,从资源、环境、能源等角度来看,研发高性能反应器成了重要的课题。近几年,虽然高效率、低环境负荷的流型固定化触媒连续式反应器(注)集中了人们的期待,然而在制作连续式反应器时,存在着使用玻璃等相对高价的基材,再加上加工使原料和触媒接触的细微液流通路的工序十分复杂,以及需要消耗许多能源等问题。 

纸制的反应器是把纳米级(1纳米为10亿分之1米)的微小金属颗粒触媒固定在植物纤维上,然后通过造纸工序制作而成的。像过滤器那样使用反应器,是让原料溶液透过反应器,在反应器内部与触媒接触,最终转换成有用化学药品出来的结构。 为了使原料和触媒充分接触,以提高转换效率,在制作反应器时设计了从微米级(1微米为100万分之1米)到纳米级规模的微小液流通路。

在使用纸制的反应器的实验中,同以玻璃以及合成高分子为基础的传统的固定化触媒连续式反应器相比,医药中间物4-氨基苯酚实现了超过2倍以上高反应效率的合成。纸制反应器在不影响性能的情况下至少可以重复使用10次以上。使用后可以像普通纸一样进行回收,并且还成功地实现了作为高性能纸制反应器的再利用。(完)

(注):在拥有微小液流通路构造的物质上固定触媒供连续流通反应使用的反应器

使用纸制反应器进行化学药品合成的模式图与反应器内部微小液流通路的照片

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来源于大阪大学新闻稿

文/客观日本编辑部

新闻稿URL(日文)
http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20161220_2