Synthesis of highly active and multi-functional carbon-based solid acid

• Project/Area Number: 18206081
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Catalyst/Resource chemical process
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: HARA Michikazu Tokyo Institute of Technology, 応用セラミックス研究所, 教授 (70272713)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TATSUMI Takashi 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (30101108) ; NOMURA Junko 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (60234936)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥47,190,000 (Direct Cost: ¥36,300,000、Indirect Cost: ¥10,890,000); Fiscal Year 2008: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2007: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000); Fiscal Year 2006: ¥24,570,000 (Direct Cost: ¥18,900,000、Indirect Cost: ¥5,670,000)
• Keywords: 固体酸触媒 / カーボン系固体酸 / セルロース / 加水分解 / ナノグラフェン / アーティフィシャルニューラルネットワーク / 応答曲面法 / βグルカン / オリゴ糖 / グルコース / 硫酸 / スルホ基 / バイオディーゼル合成 / メソポーラスシリカ / αメチルスチレンダイマー

Research Abstract

本研究は高密度のスルホ基を結合したナノサイズのグラフェンで構成されるアモルファスカーボンであるカーボン系固体酸の形態、官能基を制御することによって高性能・多機能な新規触媒を創生する。

Research Products

• [Journal Article] Amorphous Carbon Bearing Sulfonic Acid Groups in Mesoporous Silica as a Selective Catalyst (2009)
  • Author(s): Kiyotaka Nakajima, Mai Okamura, Junko N. Kondo, Kazunari Domen, Takashi Tatsumi, Shigenobu Hayashi, and Michikazu Hara
  • Journal Title: Chem. Mater 21 Pages: 186-193
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrolysis of Cellulose by a Solid Acid Catalyst under Optimal Reaction Conditions (2009)
  • Author(s): Daizo Yamaguchi, Masaaki Kitano, Satoshi Suganuma, Kiyotaka Nakajima, Hideki Kato, and Michikazu Hara
  • Journal Title: J. Phys. Chem. C 113 Pages: 3181-3188
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adsorption-Enhanced Hydrolysis of β-1, 4 Glucans on Graphene-Based Amorphous Carbon Bearing SO_3H, COOH, and OH groups (2009)
  • Author(s): Masaaki Kitano, Daizo Yamaguchi, Satoshi Suganuma, Kiyotaka Nakajima, Hideki Kato, Shigenubu Hayashi, and Michikazu Hara
  • Journal Title: Langmuir 25 Pages: 5068-5075
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Environmentally benign production of biodiesel by heterogeneous catalysts (2009)
  • Author(s): M. Hara
  • Journal Title: ChemSusChem 20 Pages: 98-110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrolysis of cellulose by a solid acid under optimal conditions (2009)
  • Author(s): D. Yamaguchi, M. Kitano, S. Suganuma, K. Nakajima, H. Kato, M. Hara
  • Journal Title: J. Phys. Chem. C 113 Pages: 3181-3186
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Amorphous Carbon Bearing Sulfonic Acid Groups in Mesoporous Silica as a Selective Catalyst (2009)
  • Author(s): K. Nakajima, M. Kitano, T. Tatsumi, K. Domen. S. Hayashi, M. Hara
  • Journal Title: Chem. Mater 21 Pages: 86-92
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adsorption-Enhanced Hydrolysis of β-1, 4 Glucan on Graphene-Based Amorphous Carbon Bearing SO_3H, COOH, and OH Groups (2009)
  • Author(s): M. Kitano, D. Yamaguchi, S. Suganuma, K. Nakajima, H. Kato, S. Hayashi, M. Hara
  • Journal Title: Langmuir (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrolysis of Cellulose by Amorphous Carbon Bearing SO_3H, COOH, and OH Groups (2008)
  • Author(s): Satoshi Suganuma, Kiyotaka Nakajima, Daizo Yamaguchi, Masaaki Kitano, Hideki Kato, Shigenubu Hayashi, and Michikazu Hara
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 130 Pages: 12787-12793
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrolysis of cellulose by amorphous carbon bearing SO_3H, COOH and OH groups (2008)
  • Author(s): S. Suganuma, K. Nakajima, M. Kitano, D. Yamaguchi, H. Kato, S. Hayashi, M. Hara
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. 130 Pages: 12787-12793
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Zinc and titanium spinel oxynitride (ZnxTiOyNz) as a d (0)-d (10) complex photocatalyst with visible light activity (2007)
  • Author(s): Hisatomi T, Hasegawa K, Teramura K, Takata T, Hara M, Domen K
  • Journal Title: CHEMISTRY LETTERS 36 Pages: 558-559
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modification of (Zn1+xGe) (N2Ox) solid solution as a visible light driven photocatalyst for overall water splitting (2007)
  • Author(s): Lee YG, Teramura K, Hara M, Domen K
  • Journal Title: CHEMISTRY OF MATERIALS 19 Pages: 2120-2127
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Environmentally Benign Production of Chemicals and Energy Using a Carbon-Based Solid Acid (2007)
  • Author(s): K. Nakajima, M. Hara
  • Journal Title: JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMICS SOCIETY 90 Pages: 3725-3734
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Zinc Germanium Oxynitride as a Photocatalyst for Overall Water Splitting under Visible Light (2007)
  • Author(s): Y.Lee et al.
  • Journal Title: J. Phys. Chem. C 111・2 Pages: 1042-1048
• [Journal Article] Acid-Catalyzed Reactions on Flexible Polycyclic Aromatic Carbon in Amorphous Carbon (2006)
  • Author(s): Mai Okamura, Atsushi Takagaki, Masakazu Toda, Junko N. Kondo, Kazunari Domen, Takashi Tatsumi, Shigenobu Hayashi, Michikazu Hara
  • Journal Title: Chem. Mater. 18 Pages: 3039-3045
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of High-Pressure Ammonia Treatment on the Activity of Ge3N4 Photocatalyst for Overall Water Splitting (2006)
  • Author(s): Y.Lee et al.
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B 110・35 Pages: 17563-17569
• [Journal Article] Esterification of higher fatty acids by a novel strong solid acid (2006)
  • Author(s): A.Takagaki et al.
  • Journal Title: Catalysis Today 116・2 Pages: 157-161
• [Journal Article] Synthesis of Crystallized Mesoporous Transition metal Oxides by Silicone Treatment of the Oxide Precursor (2006)
  • Author(s): N.Shirokura et al.
  • Journal Title: Chemical Communications 20 Pages: 2188-2190
• [Journal Article] Acid-Catalyzed Reactions on Flexible Polycyclic Aromatic Carbon in Amorphous Carbon (2006)
  • Author(s): M.Okamura et al.
  • Journal Title: Chem. Mater. 18・13 Pages: 3039-3045
• [Journal Article] Development of highly active SO3H-modified hybrid mesoporous catalyst (2006)
  • Author(s): K.Nakajima et al.
  • Journal Title: Catalysis Today 116・2 Pages: 151-156
• [Presentation] 新しい多機能無機触媒によるセルロースバイオマスの化学資源化 (2008)
  • Author(s): 原亨和
  • Organizer: 固体触媒とバイオリファイナリーの接点 : 現状と展望触媒学会精密表面材料研究会・神戸大学統合バイオリファイナリーセンター共催
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2008-11-06
• [Presentation] バイオフューエルの基礎 (2008)
  • Author(s): 原亨和
  • Organizer: 日本化学会講演会「バイオマス変換の未来」
  • Place of Presentation: 日本化学会館
  • Year and Date: 2008-10-16
• [Presentation] 低環境負荷のバイオフューエル製造 (2008)
  • Author(s): 原亨和
  • Organizer: 第2回統合研究院「環境プロジェクト・ワークショップ
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2008-10-08
• [Presentation] セルロース糖化におけるカーボン系固体酸の反応特性 (2008)
  • Author(s): 菅沼学史、山口大造、北野政明、中島清隆、加藤英樹、林繁信、原亨和
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 塩基性官能基を結合したアモルファスカーボン (2008)
  • Author(s): 矢後寛人、中島清隆、加藤英樹、林繁信、原亨和
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] カーボン固体酸触媒を用いたオリゴ糖の加水分解 (2008)
  • Author(s): 北野政明、山口大造、菅沼学史、市川景子、中島清隆、加藤英樹、林繁信、原亨和
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 固体酸触媒によるフルフラール類の合成 (2008)
  • Author(s): 山下信也、中島清隆、加藤英樹、林繁信、原亨和
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] シリカ担持型カーボン系固体酸触媒によるエーテル生成 (2008)
  • Author(s): 福井剛史、中島清隆、加藤英樹、林繁信、原亨和
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] カーボン系固体酸触媒によるセルロース糖化条件の最適化 (2008)
  • Author(s): 山口大造、菅沼学史、中島清隆、加藤英樹、北野政明、林繁信、原亨和
  • Organizer: 日本化学会第88回春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] Keynote lecture : Hydrolysis of cellulose by using a solid acid catalyst (2008)
  • Author(s): M. Hara
  • Organizer: 2008 APEC Clean Development Conference in Taiwan Conference
  • Place of Presentation: Sinchu, TAIWAN
• [Presentation] Invited lecture : Hydrolysis of cellulose into glucose by using a carbon material (2008)
  • Author(s): M. Hara
  • Organizer: CRC International Symposium on Bio-interface and Biomass Conversion
  • Place of Presentation: Sapporo, JAPAN
• [Presentation] Hydrolysis of cellulose into glucose by using a carbon material (2008)
  • Author(s): M. Hara
  • Organizer: CRC International Symposium on Bio-interface and Biomass Conversion
  • Place of Presentation: Sapporo, JAPAN
• [Presentation] Hydrolysis of cellulose by using a solid acid catalyst (2008)
  • Author(s): M. Hara
  • Organizer: 2008 APEC Clean Development Conference in Taiwan Conference
  • Place of Presentation: Sinchu, TAIWAN
• [Presentation] Conversion of Cellulose into Sugars by an Insoluble Catalysts (2008)
  • Author(s): M. Hara, S. Suganuma, K. Nakajima, M. Kitano, D. Yamaguchi, H. Kato, S. Hayashi
  • Organizer: The 14^<th> International Congress on Catalysis
  • Place of Presentation: Seoul, KOREA
• [Presentation] Hydrolysis of Cellulose by a Solid Acid Catalyst (2008)
  • Author(s): M. Hara
  • Organizer: International Symposium on Creation and Control of Advanced Selective Catalysis
  • Place of Presentation: Kyoto, JAPAN
• [Presentation] 環境低負荷を目指した固体触媒による化学資源の生産 (2008)
  • Author(s): 原亨和
  • Organizer: 平成20年度後期(秋季)有機合成化学講習会
  • Place of Presentation: 日本薬学会長井記念ホール
• [Presentation] カーボン系固体酸触媒によるセルロースの加水分解反応の最適化 (2008)
  • Author(s): 原亨和, 菅沼学史, 山口大造, 北野政明, 中島清隆, 加藤英樹, 林繁信
  • Organizer: 日本化学会第2回関東支部大会(2008)
  • Place of Presentation: 群馬大学
• [Presentation] 固体酸触媒によるセルロースの加水分解 (2008)
  • Author(s): 原亨和
  • Organizer: 第102回触媒討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] スルホン化したカーボン・シリカ多孔体の調製と酸触媒特性 (2007)
  • Author(s): 中島清隆、岡村麻衣、林繁信、原亨和
  • Organizer: 第23回ゼオライト研究発表会
  • Place of Presentation: 秋田キャッスルホテル
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] カーボン系固体酸触媒の構造解析 (2007)
  • Author(s): 市川景子、中島清隆、加藤英樹、野村淳子、林繁信、原亨和
  • Organizer: 第100回触媒討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-20
• [Presentation] 天然資源からのフルフラール類、および有機酸の合成 (2007)
  • Author(s): 山下信也、中島清隆、加藤英樹、林繁信、原亨和
  • Organizer: 第100回触媒討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Presentation] 固体酸を用いたセルロースの糖化 (2007)
  • Author(s): 菅沼学史、中島清隆、加藤英樹、林繁信、原亨和
  • Organizer: 第100回触媒討論会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Remarks] 「触媒の最先端研究」-世の中進歩堂(BSジャパン : 30分中22分間)-2009年1月17日放映
• [Remarks] 「爆笑学問FILE69 : 永久エネルギー誕生!」NHK 総合テレビ、23 : 00~23 : 30、平成21年4月21日放映
• [Remarks]
• [Patent(Industrial Property Rights)] 多糖類の加水分解方法及びそのための撹絆装置 (2009)
  • Inventor(s): 原 亨和, 山口 大造
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Filing Date: 2009-02-06
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 触媒前駆体、触媒材料および触媒製造方法 (2008)
  • Inventor(s): 原 亨和, 中島 清隆
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Filing Date: 2008-05-06
• [Patent(Industrial Property Rights)] 触媒用多孔質炭素及びその製造方法 (2008)
  • Inventor(s): 原 亨和, 北野政明
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Filing Date: 2008-09-12
• [Patent(Industrial Property Rights)] スルホン酸基含有炭素質材料の製造方法、固体酸触媒、アルキル化反応生成物の製造方法、およびオレフィン重合体の製造方法 (2008)
  • Inventor(s): 原 亨和, 柳川 真一朗, 近藤 秀怜
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Filing Date: 2008-05-08
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 単糖類および/または水溶性多糖類の製造方法ならびにスルホン酸基含有炭素質材料の製造方法 (2008)
  • Inventor(s): 原 亨和, 柳川 真一朗, 近藤 秀怜
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Filing Date: 2008-06-17
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] スルホン酸基含有炭素質材料の製造方法 (2008)
  • Inventor(s): 原 亨和, 柳川 真一朗, 近藤 秀怜
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Filing Date: 2008-06-24
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] スルホ基含有炭素材料 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-126882
  • Filing Date: 2007-05-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] 水分散性を有する固体酸の製法およびその利用 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-129390
  • Filing Date: 2007-05-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] スルホン酸基含有炭素質材料の再活性化方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-172606
  • Filing Date: 2007-06-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] 単糖類および/または水溶性多糖類の製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-172611
  • Filing Date: 2007-06-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] セルロースを含む材料の加水分解および酵素糖化による単糖類の製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-172609
  • Filing Date: 2007-06-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] セルロースを含む材料の加水分解による単糖類および/または水溶性多糖類の製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-172608
  • Filing Date: 2007-06-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] 無水糖, 有機酸, 及びフルフラール類の生産方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-238710
  • Filing Date: 2007-09-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] 固体酸触媒による脂肪酸モノエステル化物の製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-286875
  • Filing Date: 2007-11-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] 脂肪酸エステルの製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-287572
  • Filing Date: 2007-11-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] 再生固体酸触媒を用いる脂肪酸モノエステル化物の製造方法 (2007)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2007-286876
  • Filing Date: 2007-11-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] 高級脂肪酸エステルの製造方法 (2006)
  • Inventor(s): 原亨和
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人東京工業大学
  • Filing Date: 2006-06-20