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新たに開発された担持金属触媒は、籾殻から作られた高多孔質カーボンを担体基材としている。炭素はもみ殻から加工されるため、細孔の分布や大きさが他の担体とは異なり、このパラジウムオンカーボン触媒は既存の触媒よりも高い性能を発揮できる。
籾殻からシリカを除去して活性炭にするデクセリアルズ独自の方法は、ヤシ殻や樹脂など他の物質から作られた基材に比べて、より多くのメソ細孔を形成する。この基材は、たとえばパラジウムや白金など、さまざまな金属触媒に適している。この素材は金属の分散性が高く、空気や水の流動抵抗が低く、触媒反応のための広い反応場を提供する。籾殻を基材とする触媒を用いることで、オレフィンやニトロなどの水素化反応や、鈴木・宮浦カップリングにおいて、より高い触媒活性と選択性が期待できる。
籾殻は生育過程で土壌中のシリカを吸収する。デクセリアルズは、籾殻からシリカを除去することで、メソ細孔の割合が高い多孔質炭素材料を製造した。デクセリアルズはこの多孔質炭素材料を用いて、新しいパラジウムオンカーボン触媒を開発した。
一部の有機合成において、より高い触媒活性、より短い反応時間、より高い収率が期待できる。デクセリアルズは、この触媒特異的反応を明らかにすることで、新たな合成法の開発が可能になると考えています。デクセリアルズは、今後もユーザーとともに、籾殻パラジウム触媒の新たな可能性を追求していきます。
技術的メリットの概要
- 籾殻を原料とするデクセリアルズ活性炭は、ヤシ殻を原料とする活性炭など他の炭素材料に比べ、「メソ細孔」の数が多い。このメソ細孔の多さは、そのまま担持金属の分散性の高さにつながり、パラジウムや白金などの触媒基材に適しています。
- メソ細孔の数が多いため、空気や水に対する抵抗が低く、触媒反応に基質を使用する場合には反応場が広くなる。その結果、触媒と反応物が接触しやすくなるため、高い触媒活性、反応時間の短縮、高い生成物収率が期待できる。
技術の利点（声明）
デクセリアルズ独自のシリカ除去法は、もみ殻から “メソ細孔 “を持つ活性炭を製造する。このようなメソ細孔は、直径<2nmの通常のミクロ細孔に加えて、2～50nmの大きさを持つ。メソ細孔の容積は従来の活性炭よりも大きい。
メソ細孔はシリカの除去によるものである。カーボンはパラジウムや白金などの触媒の基質として機能し、触媒反応に使用される他の様々な金属にも適している。いくつかの有機合成において、より高い触媒活性、より短い反応時間、より高い収率が期待できる。
この材料は、化学工業や医薬品製造のための有機合成に非常に適している。
従来のカーボンと比較して、デクセリアルズは次のような特長がある。
- 担持金属（パラジウムなど）の高い分散性
- 空気や水の流動抵抗が低く、触媒と反応物の接触が良好。
- 触媒反応場の拡大
デクセリアルズの除去方法では、ごく少量のシリカが残る。このシリカが触媒と基質の組み合わせの効果を高めているのかもしれない。もみ殻を使った有機合成は、他の基材を使ったパラジウム触媒よりも収率が良い。これは、微量のシリカが残った結果かもしれない。
技術の差別化と独自性
デクセリアルズの素材は、生物学的に再生可能で豊富な原料である炭化もみ殻をベースにしている。籾殻は生育中に土壌からシリカを吸収する。籾殻からシリカを除去することで、デクセリアルズの炭素材料は、従来の炭素材料よりも多くのメソ細孔を持つ多孔質炭素材料となる。メソ細孔が多いほど、担持金属が分散しやすくなる。メソ細孔は化学反応の空間として利用できる。その結果、触媒反応を向上させることができる。籾殻は、ミクロ孔（直径< 2nm）に加え、2～50nmのメソ孔を持つ。ヤシ殻や樹脂にはメソ孔はほとんどない。さらに、活性炭に残る微量のシリカが触媒反応に役立つ可能性がある。
この活性炭は籾殻を原料としているため、従来の活性炭とは細孔分布や細孔径が異なり、触媒用途に適している。
デクセリアルズ触媒は、籾殻由来の炭素基材とヤシや樹脂由来の炭素基材の違いから、より高い触媒活性と特殊な選択性が期待できる。担持金属は分散性が高く、他の触媒に比べて粒子が小さい。
開発状況の概要：
籾殻から作られる多孔質炭素： いくつかのタイプはすでに大量生産で市販されている。
多孔質カーボンを使用したパラジウム触媒：パイロット生産ラインで生産されているタイプもある。より高い触媒活性と選択性を持つタイプも開発中。
デクセリアルズは、新たな合成法を開発できるかもしれないと考えており、潜在的なユーザーとともに、もみ殻パラジウム触媒の新たな、より良い機会を探求することを楽しみにしている。
応用の可能性
籾殻多孔質カーボンは触媒担体として開発されたが、精製、脱色などの吸着剤としても利用できる。
特定特許情報
いない。
関連コンピテンシー
デクセリアルズ株式会社は、電子部品、粘着材料、光学材料の製造・販売、磁気ディスク、磁気デバイス、印刷メディア、ラミネートなどの製造を専門としています。
デクセリアルズが製造技術を保有し、ソニー株式会社が関連特許を保有しています。
ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社は、2012年9月28日付でデクセリアルズ株式会社に社名変更いたしました。