触媒, 反応機構, 触媒設計, 理論計算

触媒は化学反応を促進する物質である。有用な化合物を効率的に生成できるため、学術的にも工業的にも高い関心が持たれている。また、反応の前後で触媒自身の化学的変化を伴わない特徴があるので、環境負荷の観点でも重要性が高い。しかしながら、実際の触媒構造や触媒反応は複雑であり、その作用原理に関する研究は未だ発展途上である。また、エネルギー利用を前提とする現代社会を維持するうえで、新反応や高効率反応の開発を目的とした新規触媒物質のデザインは極めて重要な研究課題である。本講義では、触媒理論と触媒創成の世界レベルの研究者が、触媒の電子状態理論、電子論に根差した触媒作用機構、触媒作用を調べるための理論的手法、触媒の設計理論に関する解説を行う。また、これらの手法を応用することで達成された触媒開発の現状などについて講述する。本講義を通して、触媒開発のフロントランナーによって世界的最前線の研究開発状況を直接的に伝達できる機会を提供する。

本コースを修了する段階で以下の事項を習得している。
1. 有機触媒（錯体触媒）と固体触媒の特徴および長所・短所を明確に説明できる。
2. 代表的な触媒反応を理解し，活性サイト含む反応機構を分子レベルで説明できる。
2. 不均一系触媒の計算モデリングに用いられる高度な技術や手法を説明できる。
3. 触媒反応を調べる量子力学的手法を説明できる。
4. X線分光法を用いて分子触媒の電子構造および幾何構造を調べる方法を説明する。

1. ガイダンスと固体触媒によるバイオマスの資源化（第1回）
2. 資源を有効活用するための触媒技術の開拓（第2回）
3. 高分子の立体構造と機能（第3回）
4. 金ナノ粒子触媒（第4回）
5. データ科学を利用した固体触媒研究（第5回）
6. 理論・計算化学による触媒反応研究（第6回）
7. 触媒反応を理解するための分野を超えた理論の融合（第7回）
8. 走査型トンネル顕微鏡：原子・分子の直接観察と制御（第8回）
9. 表面科学からみるカーボン系触媒と酵素の共通点（第9回）
10. 分子のかたちを決める分子触媒（第10回）
11. 有機触媒を利用した分子の合成と観察（第11回）
12. 金属ナノ粒子の触媒作用（第12回）
13. クロスカップリング反応中のパラジウム触媒（第13回）
14. 研究室見学（長谷川研，浦口研，中野研）（第14回）
15. 研究室見学（中島研，清水研，高草木研，村山研）

事前に配布する講義資料に目を通すこと

毎回の講義の最後に出されるレポート課題により評価する．

2024/03/06 09:10:53

対面授業科目《対面のみ》