研究分野・教員一覧｜環境システム学専攻 東京大学大学院新領域創成科学研究科

超臨界流体に代表される高温高圧流体の高度利用に着目し、特に高温高圧状態の水が持つ特徴的な物性を利用した化学反応制御や環境調和型プロセスへの応用に関する研究を行っている。高温高圧水は、有機物が可溶・無機物が不溶という特徴的な性質を有し、また密度やイオン積、誘電率、拡散係数、粘度といった溶媒物性が、温度と圧力によって大幅に可変という特徴を持つ。このような特徴は、有機反応や無機晶析反応の高速な進行だけでなく、それら化学反応の制御を可能にするため、無害かつ安価という水の特徴と相まって、有機合成や未利用資源変換、廃棄物処理やリサイクル、無機材料合成における新規環境負荷低減技術として、幅広い利用が期待されている。
主な研究対象として、固体触媒反応を利用した有機合成（文献1、2）や未利用資源変換技術（文献3）、廃棄物処理技術（文献4）に取り組んでいる。これら研究においては、実験的検討と詳細な速度論的解析を通じて、高温高圧水の諸物性が化学反応に与える影響の解明とそれを利用した新規な反応制御手法の提案を行っている。

[文献]
1) Makoto Akizuki, Yoshito Oshima, Acid catalytic properties of TiO2, Nb2O5, and NbOX/TiO2 in supercritical water, The Journal of Supercritical Fluids, in press (DOI: 10.1016/j.supflu.2017.12.009).
2) Makoto Akizuki, Yusuke Nakai, Tatsuya Fujii, Yoshito Oshima, Kinetic Analysis of a Solid Base-Catalyzed Reaction in Sub- and Supercritical Water Using Aldol Condensation with Mg(OH)2 as a Model, Industrial & Engineering Chemistry Research, 56 (2017) 12111-12118.
3) Makoto Akizuki, Yoshito Oshima, Isomerization of α-Pinene to Monocyclic Monoterpenes in Hot Compressed Water Using TiO2 and WOX/TiO2 Catalysts, Industrial & Engineering Chemistry Research, 56 (2017) 6204-6212.
4) Makoto Akizuki, Yoshito Oshima, Kinetics of N-substituted amide hydrolysis in hot compressed water using ZrO2 catalyst, Industrial & Engineering Chemistry Research, 54 (2015) 3611-3617.

高温高圧状態の水の興味深い性質を利用した化学反応の研究は20～30年を超える歴史を有し、先達の優れた研究によって様々な現象に関する知見が蓄積されている一方で、科学的解明が待たれる現象も数多く存在する。また高温高圧水の特徴を利用した不均一系反応場の制御や、溶媒特性の可変性を大幅に高める混合溶媒の利用など、より精密な化学反応制御に向けた新たな展開も始まっている。高温高圧流体は化学反応の媒体として注目されるだけでなく、自然界の高温高圧環境での現象（化石資源や鉱物の生成、海底熱水噴出孔での化学反応など）やエネルギー関連技術（発電所等のランキンサイクル作動流体、二酸化炭素地中貯留技術など）などとも深い関わりを持っており、これら諸分野との学融合を通じて高温高圧流体を科学する新たな学問分野の構築に挑戦していきたい。

新領域創成科学研究科、そして環境システム学専攻は、様々な分野の研究者の考え方に触れ、自由な考え方に基づいて研究を進めることが出来る優れた環境にあると思います。世界で唯一の自分色の研究を形作っていく面白さを、是非皆さんと一緒に体験できればと思います。