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研究室紹介スライド H26ver.(pdf)

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2014/10/29
資源化学研究室の紹介
沿革:2006年に発足した新しい研究室
研究分野:化学(複合分野)・環境関連化学
●スタッフ 材化棟4階西棟
准教授 福嶋 正巳 触媒化学、分析化学
研究員 朱 倩倩 触媒化学、合成化学
秘書 諸橋 篤子 予算管理、HPの管理
C棟220号室
助教 出雲 健司 コンピューティング演習
●学生(全員が材化棟4F西棟に常駐)
修士課程8名(内3名が留学生)、学部4年生2名
学生計10名(来春3人が転出予定)
学部3年生の受入人数:3人まで
◎卒業研究に対するポリシー
 答えが分からないことに挑む。自分で色々考え調べる。
◎求められる資質
化学実験では、煩雑な操作や詳細な観察が必要。
教わるだけではなく、自分が考えることが求められる。
 Try & Errorを繰り返す根気と忍耐力が必要である。
◎3年生からの教育
3年生から実験を行う(実験をする生活に慣れてもらう)。
結果報告会を行う(考えて纏める習慣を身につける)。
◎指導しかねる方
 実験・研究に十分な時間が割けない方(1日8時間以上)。
実験・研究に差し支えるほど単位を落としていなければ、成績は
良くなくても構わない。
意欲的かつやる気がある者を求む。
研究内容
腐植物質の機能解明とその資源・環境工学への展開
腐植物質とは?
土壌や堆肥に含ま
れている褐色の高分
子有機物。動植物の
遺骸の分解・縮重合
により生成する。
OH
O
OH
OH
O
O
O
HN
O
O
OH
O
N
O
OH
HO
R
O
教官室MC406, 学生室MC407, 408
実験室:MC411~413
O
HO
HO
学生居室・実験室環境
R
OH OH
O
OH
OH
O
OH OH O
O
NH
N
HO
O
O
OH
O
OH
O
O
森林土壌腐植物質の化学構造
この物質の多様な機能に着目し....
●農水産業への利用に関する基礎研究(財団予算、共同研究費)
1) 腐植物質の生成メカニズムの解明とその炭素固定への応用
2) 植物の有害重金属に対する毒性低減メカニズムの解明
3) 施肥材からの栄養金属の生物化学的溶出メカニズムの解明
●「バイオミメティック(生体模倣)触媒」の開発(科研費補助金)
1) 解毒酵素を模倣した触媒 :有機汚染物質の分解・無害化
2) メタン細菌を模倣した触媒:CO2の固定およびメタンへの還元
◎主な就職先
三菱マテリアル、ボッシュ、NTT、堀場製作所、黒崎播磨、
三菱ガス化学、千代田化工、キューピー、コカコーラ、JA、
地方公務員、大学教員(大阪府立大学)
◎優秀な研究業績による奨学金返還免除者 4名
◎問い合わせ(オフィスアワー)
当研究室を志望する方は、一度は福嶋と会ってください。
それに加え、先輩方からもお話を伺っては如何ですか?
下記日時以外は対応できます。
主な不在日・時間帯
月曜日2講目、13:00~13:30:講義、学生は対応可
金曜日2講目:講義、学生は対応可
火曜日10:30~16:00 週間ミーティング、全員対応不可
 金曜日 16:30以降、ゼミ(雑誌会・輪講)全員対応不可
 11月1日、21 – 23日出張、学生は対応可(休日以外)
教官室、実験室が隣り合った居室
化学実験に対するインフラが
整備された広い実験室
高い研究アクティビティー
高い研究アクティビティー
卒業研究の内容でも、レベルが高い学術誌へ掲載される者が多数居る。
卒業研究の内容でも、レベルが高い学術誌へ掲載される者が多数居る。
化学実験・研究開発のスキルを身につける十分な環境
▼事前に福嶋までメールか電話で連絡ください。
▼教官室はMC406、学生室はMC407および408です。
連絡先 e-mail [email protected]
電話・Fax 011-706-6304 (内線6304)
皆様のお越しをお待ちしております。
1
2014/10/29
研究1:解毒酵素を模倣した触媒 :有機汚染物質の分解・無害化
研究2:磯焼け海域の藻場再生を目的とした溶存鉄の供給技術
活性中心を模倣
シトクロムP-450
生体内の解毒作用
有害有機物→無害形
穏和な条件
クリーンな触媒
R
N
N
Fe
R
R
N
N
研究3:有害重金属に対する毒性低減メカニズムの解明
ト腐
レ植
ス物
を質
軽の
減構
成
成
分
が
ス
溶存鉄の施肥材
溶存Feの減少
磯焼け
臭素系難燃剤:TBBPA
Br
有害物質分
解・無害化へ
の応用
Br
CH3
HO
OH
CH3
Br
難分解性
Br
B
C
R
不活性化し易い 安定性・活性の向上
基質選択性の向上
粘土鉱物の層間構造へ
のインターカレーション
メソポーラス多孔体細孔への化学修飾
溶存態の鉄を供給
スラグからの鉄の溶出メカニズムは?→化学的・生物的作用
COOH
COOH
COOH
COOH
OH
OH
基質
HA
O
O
OH
夾雑物(腐植物質)共存下で選択的酸化分解を達成
研究4:腐植物質の生成メカニズムの解明とその炭素固定への応用
製鋼スラグの触媒能による腐植
物質前駆体の縮重合反応促進
有機廃棄物の堆肥化/
バイオガス化
O
OH
O
堆肥中有機物
OH
OH
Fe2O3 etc
スラグ表面酸化物
COOH
Fe2+
溶出
大麦の水耕栽培
研究5:超臨界CO2条件下でも作用するメタン生成菌の模倣触媒
試料の前処理
収穫
メタン生成細菌によるメタンの生成経路と主な補酵素などの化学構造
二酸化炭素地層貯留(CCS) 技術
CO2 + MFR
H2
CHO-MFR
CHO-MFR + H4MPT
CHO-H4MPT
不透水層
CH≡H4MPT+
H+
CH3-S-CoM + H-S-HTP
不透水層
(1)
CHO-H4MPT + MFR
CH2=H4MPT
H2
CH3-H4MPT + H-S-CoM
CO2 大規
模発生源
応用
ストレス物質の分析
F430
CoM-S-S-HTP
COO-
適用
廃ガス田など
OOC
帯水層
超臨界状態
バクテリアは死滅
COO-
CH4 + CoM-S-S-HTP
(5)
H-S-CoM + H-S-HTP
腐植化のメカニズム
触媒テーマ
腐植物質の効果?
メタン生成細菌
N
H
O
O
H
N
(6)
COONH3+
O H3C
N
H
O
H2N
O
H
H
N
HS
O-
2-メルカプトエタンスルホン酸
(H-S-CoM)
CH3
HN
N
COO-
N
Ni
O
S O
(3)
(4)
メタノフラン(MFR)
廃ガス田など
HS
生体模倣触媒
COO-
CH3-H4MPT
H2
CH3-S-CoM + H4MPT
O
帯水層
スラグ表面の酸化鉄が触媒として作用
(2)
O
CH3
H
N
N
COO-
O
-
O P OH
COOH
OH
ヘプタノイルスレオニン酸
(H-S-HTP)
OOC
H
O
COO-
補酵素F430
2
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