プロジェクト概要

プロジェクト概要

現代の化学産業は、石油精製によって得られる炭素数が2～5の化合物や芳香族炭化水素であるベンゼン・トルエン・キシレンなどを組み合わせ、新たな結合を構築する「合成化学」によって支えられています。中でも、これらの単純な分子を繰り返し結合させてできる高分子が合成樹脂（プラスチック）として急速に普及しました。しかし、高分子の分子間結合を切断し単純な分子に分解する「分解化学」という視点から現代の化学を見ると、必要な反応あるいはそのための触媒（分解に使える道具）が不十分です。今、「分解化学」という視点で社会の要請に答える基礎研究の進展が望まれています。廃プラスチックのリサイクル方法について、近年多くの研究成果が出始めています。例えば、ペットボトルなどに使われているポリアルキレンテレフタレートについては、マテリアルリサイクルや高分子の構成単位であるモノマーへと分解する手法の開発が精力的に進められています。また、食品トレーなどに使われているポリスチレンについても、熱によるモノマーへの分解が検討されています。これに対し、環境に配慮したリサイクル方法が確立されていない難分解性プラスチックも多く存在します。例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂や、ポリカーボネートのようなエンジニアリングプラスチックなどは高い耐熱性を示し、分解が極めて難しいと言われています。また、多くの容器包装に使われプラスチック総生産量の約半分を占めるポリオレフィン（ポリエチレンとポリプロピレンの総称）は、ガス化・油化によるリサイクル法が主流です。この方法では大量のエネルギーを必要とするため、ライフサイクルアセスメント（LCA）の観点から省エネルギー化が求められています。

このような背景の下、本研究領域では上記の課題に対して学術的な観点から新たな解決策を提供することを目指し、プラスチックを分子レベルに分解してリサイクルする、または、アップサイクル（新たに有用な原材料などを生み出すこと）するための触媒開発を行います。社会実装を目指す上で、回収および再利用可能な不均一系触媒（固体触媒）の開発が必須ですが、不均一系触媒は精密な構造制御が難しく、反応機構の理解に基づく改良が困難です。そこで、溶液で用いられることの多い均一系触媒として近年注目されている、触媒中の金属と隣接する官能基による協働効果（隣接基関与）を、触媒の分離が容易なことから工業的に広く用いられている不均一系触媒へ展開し、より効率的なプラスチック分解触媒の開発に取り組みます。