Design of Novel Confined Single Site Catalysts for Low-Temperature Selective Activation of C-H Bonds
| Project/Area Number |
16F16383
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
Catalyst/Resource chemical process
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
岩澤 康裕 電気通信大学, 燃料電池イノベーション研究センター, 特任教授 (40018015)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GHOSH SHILPI 電気通信大学, 燃料電池イノベーション研究センター, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2016-11-07 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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| Keywords | アルカリ金属/ゼオライト触媒 / フェノール合成 / X線分光 / DFT計算 / メタンの直接酸化反応 / ベンゼンの直接酸化反応 / アルカリ土類金属/ゼオライト触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究者らはこれまでにアルカリ金属及びアルカリ土類金属のなかでも大きいイオン半径を有するRbとCsをβゼオライトにイオン交換法で担持したRb/βおよびCs/β触媒が、触媒反応の中でも困難な反応とされるベンゼンのフェノールへの直接酸化反応を、N2Oを酸化剤として用いることで高選択的に高い転化率をもって進行させることを見出してきた。
前年度までで反応条件の最適化やXAFS, XPS, XRD, DFT計算によるRb/βおよびCs/β触媒の構造解析および反応機構解析を行ってきた。当該年度では、論文化を進めるうえで不足していたβゼオライトに担持するアルカリ金属及びアルカリ土類金属のイオン半径と触媒活性及び選択性の相関の解析およびTPDによる触媒活性点となる酸点の分析を行った。
イオン半径と反応活性及び選択性の相関を調べるためにMg, Ca, K, Rb, Csをβゼオライトに担持したものを調製し、ベンゼンの直接酸化反応に用いた。選択性はどの触媒でも高く>99%のフェノール選択性を示した。対して転化率はイオン半径の増加に伴い増加する傾向が確認され、イオン半径と活性の相関が明らかとなった。
また、CO2-TPD及びCH3CN-TPDによりCs/βおよびRb/β触媒の酸点と塩基点の分析を行ったところ、CO2-TPDの結果からは塩基点の存在が確認されず、CH3CN-TPDからは弱い酸点が確認された。このことからゼオライト細孔中のRbイオンおよびCsイオンが弱いルイス酸として働くことが分かった。
以上の成果をまとめて、ACS Catalysisに投稿した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
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[Presentation] Unexpected Selective Oxidation of Benzene to Phenol by Alkali- and Alkaline Earth Metal/Zeolite Catalysts2017
Author(s)
S. S. Acharyya, S. Ghosh, S. Yamamoto, K. Hayashizaki, L. Wang, T. Kaneko, K. Higashi, Y. Yoshida, T. Sasaki, Y. Iwasawa
Organizer
International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
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