(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(I)予め選定された１または２以上の探索実験用サンプル触媒を使用して目的触媒反応を行ない目的活性データを取得し、
(II)この目的活性データと、つぎの３つのライブラリ：
（１）複数の触媒についての１または２以上の特性値からなる触媒特性ライブラリ、
（２）該触媒特性ライブラリに収納された１または２以上の触媒を実際に参照用の触媒反応に供して得られた１または２以上の触媒活性に関するデータからなる参照活性ライブラリ、および
（３）触媒特性ライブラリ中の各特性値と参照活性ライブラリ中の各参照活性データとの相関関係を調べ、それらの相関関係を記号化または数値化したテーブルからなる特性−参照活性ライブラリ
を含む触媒ライブラリの参照活性ライブラリ（２）中の参照活性データとの相関関係を調べて目的反応活性と相関関係にある１または２以上の参照活性を決定し、
(III)該決定された１または２以上の参照活性と相関関係の強い１または２以上の触媒特性を特性−参照活性ライブラリ（３）中から探索し、
(IV)該探索された１または２以上の触媒特性について高い目的反応活性を与えると予測される特性値を有する１または２以上の目的触媒を触媒特性ライブラリ（１）から選定するか、または
(V)前記(II)で決定された１または２以上の参照活性と相関関係の強い触媒特性を特性−参照活性ライブラリ（３）中から探索できない場合、参照活性ライブラリ（２）中で高い触媒活性を有する目的触媒を選定する
触媒の探索方法。
【請求項２】
(I)予め選定された１または２以上の探索実験用サンプル触媒を使用して目的触媒反応を行ない目的活性データを取得し、
(II)この目的活性データと、つぎの３つのライブラリ：
（１）複数の触媒についての１または２以上の特性値からなる触媒特性ライブラリ、
（２）該触媒特性ライブラリに収納された１または２以上の触媒を実際に参照用の触媒反応に供して得られた１または２以上の触媒活性に関するデータからなる参照活性ライブラリ、および
（３）触媒特性ライブラリ中の各特性値と参照活性ライブラリ中の各参照活性データとの相関関係を調べ、それらの相関関係を記号化または数値化したテーブルからなる特性−参照活性ライブラリ
を含む触媒ライブラリの参照活性ライブラリ（２）中の参照活性データとの相関関係を調べて目的反応活性と相関関係にある１または２以上の参照活性を決定し、
(III)該決定された１または２以上の参照活性と相関関係の強い１または２以上の触媒特性を特性−参照活性ライブラリ（３）中から探索し、
(VI)探索された１または２以上の触媒特性について高い目的反応活性を与えると推定される特性値を有する目的触媒を設計する
触媒の設計方法。
【請求項３】
(I)予め選定された１または２以上の探索実験用サンプル触媒を使用して目的触媒反応を行ない目的活性データを取得し、
(II)この目的活性データと、つぎの３つのライブラリ：
（１）複数の触媒についての１または２以上の特性値からなる触媒特性ライブラリ、
（２）該触媒特性ライブラリに収納された１または２以上の触媒を実際に参照用の触媒反応に供して得られた１または２以上の触媒活性に関するデータからなる参照活性ライブラリ、および
（３）触媒特性ライブラリ中の各特性値と参照活性ライブラリ中の各参照活性データとの相関関係を調べ、それらの相関関係を記号化または数値化したテーブルからなる特性−参照活性ライブラリ
を含む触媒ライブラリの参照活性ライブラリ（２）中の参照活性データとの相関関係を調べて目的反応活性と相関関係にある１または２以上の参照活性を決定し、
(III)該決定された１または２以上の参照活性と相関関係の強い１または２以上の触媒特性を特性−参照活性ライブラリ（３）中から探索し、
(IV)該探索された１または２以上の触媒特性について高い目的反応活性を与えると予測される特性値を有する１または２以上の目的触媒を触媒特性ライブラリ（１）から選定するか、または
(V)前記(II)で決定された１または２以上の参照活性と相関関係の強い触媒特性を特性−参照活性ライブラリ（３）中から探索できない場合、参照活性ライブラリ（２）中で高い触媒活性を有する目的触媒を選定し、
(VII)前記(II)で決定された１または２以上の参照活性の触媒反応における反応条件と部分的に異なる反応条件が採用されている類似触媒反応に基づく参照活性を参照活性ライブラリ（２）中から１または２以上選び出し、
(VIII)前記(VII)で選出された類似触媒反応における反応条件および参照活性と前記(II)で決定された１または２以上の参照活性の触媒反応における反応条件および参照活性との比較に基づき、前記(IV)または(V)で選定された１または２以上の目的触媒の最適反応条件を決定する
触媒反応における最適触媒および最適触媒反応条件の決定方法。
【請求項４】
触媒が光触媒である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の触媒反応に好適な触媒、特に光触媒を探索または設計する方法、さらには触媒反応条件を決定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
或る反応において触媒を使用することにより反応速度や収率が増加し、反応条件の緩和や生産率の向上に寄与していることは周知の事項である。しかし、反応が少しでも異なれば好適な触媒は異なり、同じ反応でも反応条件によって最適な触媒が変わることに繋がり、したがって、特定の条件における目的とする触媒反応に好適な触媒を選定することは容易ではない。
【０００３】
特にこの傾向は光触媒反応において顕著であり、現実には経験的な手法に基づいて実験を繰り返すことにより好適な光触媒を極めて多くの中から選定している。その理由は、光反応触媒反応の反応機構が従来の触媒のように固定された反応活性点に基づくものではなく、光が吸収されて始めて触媒活性点が発生するという特殊な反応機構を有しているためである。そのため、反応活性点の数を計測することにより触媒反応の速度（触媒活性）を予測する手法が採用できない。
【０００４】
しかし、或る特定の光触媒反応系において、光触媒のもつ触媒特性と反応活性の間には相関関係があることが報告されており（Ｂ．Ｏｈｔａｎｉ，Ｓ．−ｉ．Ｎｉｓｈｉｍｏｔｏ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．  Ｃｈｅｍ．，９７，９２０（１９９３）、Ｂ．Ｏｈｔａｎｉ，Ｙ．Ｏｇａｗａ，Ｓ．−ｉ．Ｎｉｓｈｉｍｏｔｏ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ．，１０１，３７４６（１９９７）、Ｂ．Ｏｈｔａｎｉ，Ｈ．Ｋｏｍｉｎａｍｉ，Ｒ．Ｍ．Ｂｏｗｍａｎ，Ｐ．Ｃｏｌｏｍｂｏ，Ｊｒ．，Ｈ．Ｎｏｇｕｃｈｉ，Ｋ．Ｕｏｓａｋｉ，Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，５７９（１９９８））、１つの特定の光触媒反応系においては光触媒特性を基に目的反応活性を予測することが不可能ではない。また、一般の触媒反応においても、活性点の種類や構造が明らかになっていない場合でも、ある種の触媒特性がある種の反応活性を決定していることが多数報告されている。
【０００５】
このように、目的触媒反応において目的とする反応活性を支配する触媒特性が判明すれば、好適な触媒を見出すことは容易である。
【０００６】
しかし光触媒特性と反応活性との相関関係は、たとえ類似の光触媒反応系であっても光触媒反応の種類や条件によって全く異なることがあるため、特定の未知の触媒反応系における活性支配特性を知る手立てがなく、個別の目的光触媒反応系について多くの光触媒を使用した実験を繰返し、目的反応活性を支配する光触媒特性（活性支配特性）を突き止め、経験的に使用触媒を決定せざるを得ないというのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、最少の数の実験で目的とする触媒反応の活性を支配する特性を決定し、その結果に基づいて最適な触媒を容易に選定または設計することができる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、(I)予め選定された１または２以上の探索実験用サンプル触媒を使用して目的触媒反応を行ない目的活性データを取得し、
(II)この目的活性データと、つぎの３つのライブラリ：
（１）複数の触媒についての１または２以上の特性値からなる触媒特性ライブラリ、
（２）該触媒特性ライブラリに収納された１または２以上の触媒を実際に参照用の触媒反応に供して得られた１または２以上の触媒活性に関するデータからなる参照活性ライブラリ、および
（３）触媒特性ライブラリ中の各特性値と参照活性ライブラリ中の各参照活性データとの相関関係を調べ、それらの相関関係を記号化または数値化したテーブルからなる特性−参照活性ライブラリ
を含む触媒ライブラリの参照活性ライブラリ（２）中の参照活性データとの相関関係を調べて目的反応活性と相関関係にある１または２以上の参照活性を決定し、
(III)該決定された１または２以上の参照活性と相関関係の強い１または２以上の触媒特性を特性−参照活性ライブラリ（３）中から探索し、
(IV)該探索された１または２以上の触媒特性について高い目的反応活性を与えると予測される特性値を有する１または２以上の目的触媒を触媒特性ライブラリ（１）から選定するか、または
(V)前記(II)で決定された１または２以上の参照活性と相関関係の強い触媒特性を特性−参照活性ライブラリ（３）中から探索できない場合、参照活性ライブラリ（２）中で高い触媒活性を有する目的触媒を選定する
触媒の探索方法に関する。
【０００９】
また、最終選定工程で好適な目的触媒が触媒特性ライブラリ（１）に見当たらなかった場合、(VI)探索された１または２以上の触媒特性について高い目的反応活性を与えると推定される特性値を有する目的触媒を設計する触媒の設計方法にも関する。
【００１０】
さらに、(VII)前記(II)で決定された１または２以上の参照活性の触媒反応における反応条件と部分的に異なる反応条件が採用されている類似触媒反応に基づく参照活性を参照活性ライブラリ（２）中から１または２以上選び出し、
(VIII)前記(VII)で選出された類似触媒反応における反応条件および参照活性と前記(II)で決定された１または２以上の参照活性の触媒反応における反応条件および参照活性との比較に基づき、前記(IV)または(V)で選定された１または２以上の目的触媒の最適反応条件を決定する
触媒反応における最適触媒および最適触媒反応条件の決定方法にも関する。
【００１１】
本発明の方法は、光触媒の探索、設計または反応条件決定に好適に適用できる。
【００１２】
また、探索実験用サンプル触媒としては、多くの参照活性についてデータが得られている、それぞれの参照活性の中での分布が広いという条件で選定された触媒を使用することが好ましい。
【００１３】
また、これらの探索実験用サンプル触媒についての目的反応活性データを参照活性ライブラリに登録したり、新たに設計した目的触媒についての触媒特性値を触媒特性ライブラリに登録したり、さらに探索選定した目的触媒および設計した目的触媒についての目的反応活性データを参照活性ライブラリに登録することにより、ライブラリを更新することが好ましい。
【００１４】
本発明はさらに、前記探索法、設計法または反応条件設計法に使用する前記３つのライブラリを含む触媒ライブラリの作成法および該ライブラリが格納されている記録媒体にも関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、具体例としては光触媒反応における光触媒に代表させて本発明を説明するが、本発明は光触媒に限定されるものではなく、適宜一般的な説明もする。
【００１６】
まず、本発明は触媒ライブラリの作成から始まる。触媒ライブラリは、触媒特性ライブラリ（１）と参照活性ライブラリ（２）と特性−参照活性ライブラリ（３）を含む。これらのライブラリの作成手順を表を参照しながら説明するが、触媒の種類や数、触媒特性の種類や組合せ、参照反応の種類や数、参照活性の種類や数、データ間の相関関係の解析方法などについては、以下のものに限定されるものではない。また、ライブラリとして表に記載したデータは説明のためだけに記載した仮想の数値である。
【００１７】
（触媒特性ライブラリ（１）の作成）
光触媒（酸化チタン）１００個について、それぞれつぎの触媒特性につき特性値をテーブル化し、触媒特性ライブラリを作成する（表１および２参照）。表１〜２において、各触媒特性はつぎに示すものとした。ただし、触媒特性５〜１３は触媒特性１〜３を触媒特性４で分類したものであるから、テーブルには特に区分けして記載していない。
【００１８】
触媒特性１：比表面積
触媒特性２：電子−正孔対寿命（再結合速度定数の逆数）
触媒特性３：特性１の特性値×特性２の特性値
触媒特性４：結晶系（０：無定形、１：アナターゼ型、２：ルチル型）
触媒特性５：触媒特性４が０（無定形）の場合の触媒特性１（比表面積）
触媒特性６：触媒特性４が１（アナターゼ型）の場合の触媒特性１
触媒特性７：触媒特性４が２（ルチル型）の場合の触媒特性１
触媒特性８：触媒特性４が０の場合の触媒特性２（電子−正孔対寿命）
触媒特性９：触媒特性４が１の場合の触媒特性２
触媒特性１０：触媒特性４が２の場合の触媒特性２
触媒特性１１：触媒特性４が０の場合の触媒特性３（特性１×特性２）
触媒特性１２：触媒特性４が１の場合の触媒特性３
触媒特性１３：触媒特性４が２の場合の触媒特性３
【００１９】
【表１】
0004553443.tif 000002
【００２０】
【表２】
0004553443.tif 000003
【００２１】
触媒特性ライブラリに掲載する特性は測定（推定または算出も可）できる触媒に固有の特性であればどのような性質でもよい。また、量的な特性でも質的な特性でもよい。量的特性の特性値も絶対値でも相対値でもよい。
【００２２】
上記の特性に関しては、特性１は量的特性であって特性値は絶対値であり、同じく量的特性である特性２の特性値は相対値である。特性４は質的特性であり、それぞれの性質に番号または記号を付ればよい。特性３のように、複数の特性を特定の条件（加減乗除、対数、指数、べき乗など）で結びつけたものでもよい（特性３は特性１と特性２の積）。したがって触媒特性の数は組合せを含めると無限となるが、コンピュータでの処理の観点から、２〜３０、好ましくは４〜２０程度が適当である。
【００２３】
特性ライブラリに特性として挙げられ得る特性としては、たとえばつぎのような特性およびそれらの組合せが例示できるが、これらに限定されるものではない。特性値は実際に測定してもよいし、文献から引用または算出してもよい。
【００２４】
（１）量的特性
(i)絶対値
比表面積、粒径、熱分解温度、粒度分布、純度、比重、膜厚、前処理温度など
(ii)相対値
電子−正孔対寿命、発光強度、発光寿命、光吸収率、反射率、電導度、光電導度など
【００２５】
（２）質的特性
化学組成、色、結晶系、溶解性（水溶性）、耐酸性、耐溶剤性、原料、原産地、製造者など
すべての触媒に対してこれらの特性の特性値が判明していれば好ましいが、特性値が判明していない触媒も特性ライブラリに掲載できる（たとえば表１〜２の触媒No.１８、２２、３９、５１、６７、７２、８４、９５）。
【００２６】
また、ライブラリを充実させる点から、新たな触媒についての特性値を適宜追加することが好ましい。
【００２７】
（参照活性ライブラリの作成）
触媒特性ライブラリに掲載された光触媒（１００個）を用いて、実際に光触媒反応（参照触媒反応）を行ない、それらの反応活性（参照活性）を調べてデータ化し、参照活性ライブラリを作成する（表３〜４参照）。表３〜４において、各参照活性はつぎに示すものとした。この参照活性ライブラリの作成には、コンビナトリアル手法や自動分析装置を使用するなどといった省力化が可能である。
【００２８】
参照活性１：反応条件（２５℃、紫外線（３００〜４００ｎｍ）照射、不活性雰囲気中、粉末状光触媒使用下）での化合物Ａの水素発生率
参照活性２： 反応条件（４５℃、紫外線（３００〜４００ｎｍ）照射、不活性雰囲気中、粉末状光触媒使用下）での化合物Ａの水素発生率
参照活性３：反応条件（０℃、紫外線（２５４ｎｍ）照射、有機溶媒中、薄膜状光触媒使用下）での化合物Ｂの光分解反応における吸光度の減少率
参照活性４：反応条件（室温、可視光線（５５０ｎｍ）照射、水中、粉末状光触媒使用下）での化合物Ｃの光分解反応における吸光度の減少率
参照活性５：反応条件（周囲温度（２５℃）、太陽光照射、屋外、薄膜状光触媒使用下）での化合物Ｄの光分解反応速度
【００２９】
【表３】
0004553443.tif 000004
【００３０】
【表４】
0004553443.tif 000005
【００３１】
調べる参照活性は、量的活性でも質的活性でもよい。量的活性としては、たとえば初反応速度、定常反応速度、反応停止時における原料の変換率などがあげられる。これらは相対値でもよいが、反応条件の最適化を考えるうえでは絶対値の方が望ましい。また、同一の反応について、たとえば原料の減少速度と生成物の生成速度などを別々の参照活性として登録してもよい。
【００３２】
質的活性としては、たとえば反応の進行の有無（０：無、１：有）や、反応が早い−遅い、触媒が失活する−失活しない、などがあげられる。
【００３３】
ここで行なう参照触媒反応は一定の反応系での触媒の反応活性をデータとして採取することが目的であり、実験スケールは小規模のものでよい。また、実験する反応系としては、気相反応系、液相反応系といった大きな反応系の違いだけではなく、反応スケールのみを変化させた反応系、反応温度のみを変化させた反応系、反応物質を類似のものに変えた反応系、溶媒を変えた反応系、助触媒を担持した反応系などといった比較的小さく反応条件を変えた反応系であってもよい。
【００３４】
すべての触媒に対してこれらの参照触媒反応を行ない参照活性データを取得することがもちろん好ましいが、参照活性データのない触媒があってもよい（たとえば表３〜４の参照活性１における触媒No.１４、４１、６０、６２、７８；参照活性２における触媒No.１１、２６、３１、４７、５２、７７；参照活性３における触媒No.２３、５４、７３，７４、９５；参照活性４における触媒No.１８、３７、６４，６５、９５；参照活性５における触媒No.２０、３４〜３６、８３）。
【００３５】
また、ライブラリを充実させる点から、新たな触媒についての参照活性データや空欄となっているデータ、さらには新たな参照触媒反応における参照活性データを適宜追加することが好ましい。
【００３６】
（特性−参照活性ライブラリの作成）
参照活性ライブラリの各参照活性（データ）と触媒特性ライブラリの触媒特性（特性値）との相関関係を調べる。たとえば参照活性１〜５と触媒特性１〜３および５〜１３の相関関係（この説明ではピアソンの相関関係）を調べ、相関係数をテーブルにし、特性−参照活性ライブラリを作成する（表５参照）。
【００３７】
【表５】
0004553443.tif 000006
【００３８】
使用する相関関係としては種々のものが採用できる。たとえばピアソンの相関係数、スピアマンの相関係数などのほか、分散図などから感覚的に読み取られる質的な関係（触媒特性１の特性値が大きくなれば参照活性１も大きくなる、など）でもよい。ただし、相関関係が数値化できる方が、データ処理の点から望ましい。ただ、後述する特性−参照活性分類を作成する場合には、相関関係が有る−無し、強い−弱いなどの質的な評価でもよい。
【００３９】
触媒特性値および参照活性データの追加修正が自動的に特性−参照活性ライブラリに反映するように、触媒特性ライブラリ（表１〜２）および参照活性ライブラリ（表３〜４）と特性−参照活性ライブラリ（表５）とを関連付けて（リンクして）おくことが好ましい。
【００４０】
この特性−参照活性ライブラリを作成することにより、どの参照活性がどの触媒特性に強く相関しているかが整理される。なお、以下、各特性−参照活性において相関関係が強い（ピアソンの相関係数が１または−１に近い）ものをその参照活性の支配関係という（表５において、参照活性１では参照活性１と触媒特性１、５、６または７の関係）。
【００４１】
さらに簡便な方法として、参照活性の支配関係に注目し、その支配関係で触媒特性を分類（特性−参照活性分類）し、テーブル化してもよい。
【００４２】
たとえば支配関係がほぼ等しい参照活性（たとえば参照活性２、５…）を１つのグループ（たとえばＡ）に分類しておくのも便利である。すなわち、それぞれの支配関係がほぼ等しい参照活性グループ（Ａ、Ｂ…）の中から代表的な参照活性（グループＡについて参照活性２、グループＢについて参照活性…）を選んでおき、この代表参照活性２をつぎに説明するサンプル触媒を用いた反応結果と比較し、特に相関関係がある代表参照活性（たとえば参照活性２）のグループ（Ａ）内の他の参照活性（参照活性５など）について、さらに検討して最も相関関係の高い参照活性を決定するようにしてもよい。
【００４３】
このようにして作成された触媒特性ライブラリ、参照活性ライブラリおよび特性−参照活性ライブラリは触媒ライブラリを構成し、以下に述べる探索実験用サンプル触媒の選定作業および目的反応に好適な触媒の探索選定作業の基礎データとされる。
【００４４】
（探索実験用サンプル触媒の選定）
探索実験用サンプル触媒は、目的触媒反応に使用し、参照活性ライブラリ中の参照活性と照合用の目的反応活性データをとるための触媒である。したがって、（ａ）参照活性ライブラリに掲載されているできるだけ多くの参照活性について活性データが存在しているものが望ましい。また、（ｂ）探索実験用サンプル触媒の数は多いほど「探索から得られた結果」の信頼性は上がる。ただし、統計学的には５０個以上では余り変化しない。また数が少ないほど行なう実験および処理の数が少なくて済み、簡便である。さらに、（ｃ）それぞれの参照活性ライブラリの中で、活性が大なるものと小なるものに広く分布しているように選定するのが好ましい。たとえばそれぞれの参照活性ライブラリについて全データの標準偏差とサンプル触媒候補の標準偏差の比を求め（後者の方が必ず小さい）、その比（参照活性ライブラリの数だけある）の標準偏差が小さくなるようなサンプル触媒の組合せを求めると、広く分布しているという条件に近いものとなる。さらにまた、（ｄ）入手がしやすく、保存が容易なものが望ましい。
【００４５】
以上の観点から、統計的な処理が可能な数、たとえば５個以上、好ましくは１０〜２０個程度の触媒を選定し、探索実験用の標準サンプル触媒とする。この標準サンプル触媒は適宜変更してもよい。
【００４６】
本明細書では、説明用の標準サンプル触媒として触媒特性ライブラリ中の触媒１〜１０を選定し、探索実験用サンプル触媒として使用している。
【００４７】
（目的触媒反応に好適な触媒の探索）
目的触媒反応に好適な触媒の探索は、基本的に、探索実験用サンプル触媒を用いた探索実験を行なう作業、探索実験で得られた目的活性データと参照活性ライブラリ中の参照活性データとの相関関係を調べる作業、得られた目的活性−参照活性関係に基づき特性−参照活性ライブラリを参照して支配関係を決定する作業、および決定された支配関係に基づいてその触媒特性の特性値から目的触媒反応に好適な触媒を選定する作業、あるいはさらに目的触媒反応に好適な触媒を設計する作業からなる。
【００４８】
（探索実験用サンプル触媒を用いた探索実験を行なう作業）
探索実験用サンプル触媒が選定されると、これを用いて目的触媒反応の参考実験を行なう。実験はできるだけ実際に使用する条件やスケールに合わせて行なうことが、実験数を減らす点から好ましい。
【００４９】
この参考実験で必要な１または２以上の目的活性についてデータを得る。目的活性は必ずしも参照活性に類似した活性でなくてもよい。
【００５０】
この目的活性は、参照活性と同様に、量的活性でも質的活性でもよい。本明細書ではつぎの３つの目的触媒反応１〜３および目的活性１〜３を想定して説明する（表６〜８）。
【００５１】
なお、選定されたサンプル触媒をすべて実験に用いる必要はないが、多いほど探索の精度は向上する。
【００５２】
目的触媒反応１：化合物（たとえばアセトアルデヒド）の気相における分解反応という目的触媒反応１について、アセトアルデヒドの分解初速度を目的活性１とする。
【００５３】
目的触媒反応２：化合物（たとえば酢酸）の水中における分解反応という目的触媒反応２について、分解生成物である二酸化炭素の収率を目的活性２とする。
【００５４】
目的触媒反応３：アルコール中の銀イオンの回収反応という目的触媒反応３について、銀の析出速度を目的活性３とする。
【００５５】
【表６】
0004553443.tif 000007
【００５６】
【表７】
0004553443.tif 000008
【００５７】
【表８】
0004553443.tif 000009
【００５８】
（探索実験で得られた目的活性データと参照活性ライブラリ中の参照活性データとの相関関係を調べる作業）
探索実験で得られた目的活性データについて、直接、触媒特性ライブラリ中の触媒特性値との相関関係を調べることもできるが、触媒特性値と活性データとは必ずしも良好な相関関係にあるとは限らず、やはり触媒反応の結果得られるデータという活性データ同士の相関関係を介して触媒特性を決めることが、より適切な触媒の選定の面から必要である。
【００５９】
したがって本発明では目的活性データと各参照活性の活性データとの相関関係を調べる。用いる相関関係は前記特性−参照活性ライブラリで採用した相関関係（ピアソンの相関係数）でも、また新たな相関関係で調べてもよい。
【００６０】
目的活性１〜３のデータと各参照活性１〜５とのピアソンの相関係数を前記表６〜８に示してある。
【００６１】
（得られた目的活性−参照活性関係に基づき特性−参照活性ライブラリを参照して支配関係を決定する作業）
目的活性データと各参照活性の活性データとの相関関係が明らかになったら、特性−参照活性ライブラリを参照しつつ、目的触媒反応における活性と触媒特性の支配関係を決定する。
【００６２】
具体的には、つぎのように作業する。
目的触媒反応１：
表６から目的活性１は参照活性４と参照活性１に強い相関関係がある。したがって、この結果に基づき特性−参照活性ライブラリ（表５）を参照すると、参照活性１および参照活性４はいずれも触媒特性１と支配関係にあることがわかる。
したがって、目的触媒反応１には触媒特性１（比表面積）の大きな触媒が好適であることが推定される。また、特性−参照活性ライブラリの触媒特性５〜６（触媒特性１において結晶系（特性４）が異なるもの）で大きな差がないことから、結晶系はそれほど影響しないと推定される。
【００６３】
目的触媒反応２：
表７から目的活性２は参照活性５と参照活性２に強い相関関係がある。この結果に基づき特性−参照活性ライブラリ（表５）を参照すると、参照活性５および参照活性２はいずれも触媒特性１０および触媒特性２と支配関係にあることがわかる。また、特性−参照活性ライブラリの触媒特性８〜１０（触媒特性２において結晶系（特性４）が異なるもの）で大きな差があることから、目的触媒反応２には触媒特性１０が大きい、すなわちルチル型（触媒特性４が２）であって電子−正孔対寿命（触媒特性２）が大きい触媒が好適であることが推定される。
【００６４】
目的触媒反応３：
表８から目的活性３は参照活性３に強い相関関係があり、参照活性４にも多少相関関係が認められる。この結果に基づき特性−参照活性ライブラリ（表５）を参照すると、参照活性３は触媒特性１１と支配関係にあり、また触媒特性３、８、９、１２、１３とも支配関係を有することがわかる。したがって目的触媒反応３には、まず触媒特性３（比表面積と電子−正孔対寿命の積）が大きく、さらに特性−参照活性ライブラリの触媒特性４において結晶系が無定形（０）のものが好ましく、それらのうちでも触媒特性２（電子−正孔対寿命）が大きい触媒が好適であることが推定される。
【００６５】
（決定された支配関係に基づいてその触媒特性の特性値から目的触媒反応に好適な触媒を選定する作業）
以上の情報に基づいて、触媒特性ライブラリ（表１〜２）を参照し、決定された触媒特性の特性値から、目的触媒反応に好適に使用できると推定される触媒を選定する。具体的にはつぎのようにする。
【００６６】
目的触媒反応１用の触媒：
上記の作業で目的触媒反応１には触媒特性１（比表面積）の大きな触媒が好適であることが推定されたので、触媒特性ライブラリ（表１〜２）の触媒特性１の欄から数値の大きい触媒を選定する。このとき、探索実験用サンプル触媒として用いた触媒の特性値（触媒No.１の比表面積２６８ｃｍ2／ｇが最大）よりも大きな特性値（比表面積）の触媒（大きい順に触媒No.４３、３７、９０、１２、４２、３２、８２、７９、６２など）を選定することが望ましい。さらに絞るために、目的活性１と強い相関関係にある参照活性１の活性データを参照してもよい。その結果、たとえば触媒No.１２、３７、４３、８２を目的触媒反応に好適な触媒として選定する。
【００６７】
目的触媒反応２用の触媒：
上記の作業で目的触媒反応２にはルチル型（触媒特性４が２）であって電子−正孔対寿命（触媒特性２）が大きい触媒が好適であることが推定されたので、触媒特性ライブラリ（表１〜２）の触媒特性４の欄からルチル型（２）を選定し、ついで触媒特性２（電子−正孔対寿命）の特性値の大きい触媒を選定する。このとき、探索実験用サンプル触媒として用いた触媒の特性値（触媒No.３の１．４２が最大）よりも大きな値の触媒（大きい順に触媒No.３５、６７）を選定することが望ましい。
【００６８】
目的触媒反応３用の触媒：
上記の作業で目的触媒反応３には、触媒特性３（比表面積と電子−正孔対寿命の積）が大きく、さらに特性−参照活性ライブラリの触媒特性４において結晶系が無定形（０）のものが好ましく、それらのうちでも触媒特性２（電子−正孔対寿命）が大きい触媒が好適であることが推定されたので、触媒特性ライブラリ（表１〜２）の触媒特性３の値の大きい触媒を選定する。このとき、探索実験用サンプル触媒として用いた触媒の特性値（触媒No.１０の１５．８が最大）よりも大きな特性値の触媒（大きい順に触媒No.３３、３５、４０、９１、５７、７４、９４、８０）を選定することが望ましい。さらに絞るためには、触媒特性４が０（無定形）のもの（触媒No.３３、４０、５７）か、触媒特性２が大きいもの（触媒No.３５）か、または目的活性３と強い相関関係にある参照活性３の活性データを参照（触媒No.９１）して選定する。その結果、たとえば触媒No.３３、３５、４０、５７、９１を目的触媒反応に好適な触媒として選定する。
【００６９】
このように本発明によれば、目的触媒反応に好適に使用できると推定される触媒を選定することができる。
【００７０】
また、探索実験で得られた活性データ、さらには選定された触媒の目的触媒反応での活性データを参照活性ライブラリに登録することにより、より一層充実した触媒の探索が可能になる。
【００７１】
本発明はまた、触媒の設計法にも関する。すなわち、上記の方法で探索し選定した触媒が目的触媒反応において必ずしも充分な触媒活性を示さなかった場合や、さらに触媒活性の高い触媒を必要とする場合、上記触媒の探索で得た参照活性と触媒特性の関係に基づく触媒特性を有する新しい触媒を設計することができる。
【００７２】
たとえば無定形（触媒特性４が０）で電子−正孔対寿命（触媒特性２）が大きく、しかも比表面積と電子−正孔対寿命の積（触媒特性３）が大きい触媒は、目的触媒反応３で優れた触媒活性を示すと予測されるので、触媒を製造するときに、以上の３つの触媒特性を有するように作製するか、３つの触媒特性でスクリーニングするればよい。
【００７３】
さらに、このようにして探索または設計された好適な触媒について、参照活性ライブラリおよび／または特性−参照活性ライブラリなどを参考にして、目的触媒反応における最適な反応条件を決定することもできる。
【００７４】
すなわち、参照活性ライブラリ（２）に登録されている複数の触媒反応において、部分的に反応条件が異なる触媒反応間の参照活性データを比較し、より高い活性を与える反応条件を求め、この反応条件を目的反応に適用する。
【００７５】
たとえば参照活性１と参照活性２とは反応条件として反応温度が異なる（参照活性１では２５℃、参照活性２では４５℃）だけであるが、殆どの触媒について反応温度が低い参照活性１の方が活性（水素発生率）が高い。したがって、目的活性が参照活性２と強い相関関係が得られている場合、目的反応をより低い反応温度で行なうことにより活性が向上することが期待できる。
【００７６】
以上に光触媒を中心に説明したが、本発明の方法は、触媒に固有の特性と反応活性の相関関係が予測し難いその他の触媒を含め、すべての触媒の探索、設計、さらに最適反応条件の決定などにも適用できる。
【００７７】
また、本発明は触媒ライブラリを作成し、１０〜２０個程度の標準サンプル触媒を常備しておけば、少ない数の実験結果をパーソナルコンピュータを用いてデータ処理することにより簡単に触媒の探索選定、さらには触媒設計、最適反応条件の決定が可能である。
【００７８】
したがって本発明は、前記触媒ライブラリを格納した記録媒体にも関する。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、触媒に固有の特性から予測し難い触媒反応に好適に用いることができる触媒を簡単で少数の実験で推定することができ、また適した触媒を設計することができる。