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Development of highly efficient catalytic systems based on cooperative action by metals and oxoanions

Research Project

Project/Area Number 18H01786
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Kamata Keigo  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40451801)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords触媒 / 金属リン酸塩 / 希土類 / ホスフェート / 酸塩基 / 金属ホスフェート / 金属 / オキソアニオン / 共同作用
Outline of Final Research Achievements

Various rare earth phosphates LnPO4 (Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) and 3d-transition metal phosphates (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) were synthesized by hydrothermal method and sol-gel method using carboxylic acids, respectively, and their acid-base catalysis was investigated. The acidic and basic properties were confirmed by IR measurement for samples adsorbed with pyridine, acetone, chloroform, and methanol as probe molecules. In addition, the acid-base catalytic properties were evaluated by cyanosilylation reaction, acetalization reaction, and Knevenagel condensation reaction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた触媒は、ファインケミカルズ合成において、均一系触媒を再利用可能かつ安定な無機固体触媒材料で置き換えられることも考えられる。また、熱安定性の高い無機物であるため、自動車排ガス浄化や炭化水素原料の転換などの幅広い高温での気相反応に対しても、新しい省資源・省エネルギープロセスの一端を担うことが期待される。無機合成化学・有機合成化学と理論化学的アプローチとの融合により新触媒の創出が期待され、触媒設計の方法論(特に、複合金属オキソ酸塩の化学)を提供する点で学術的にも波及効果は大きいと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 9 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Aerobic oxidative C=C bond cleavage of aromatic alkenes by a high valency iron-containing perovskite catalyst2021

    • Author(s)
      Satomi Shibata, Keigo Kamata and Michikazu Hara
    • Journal Title

      Catalysis Science & Technology

      Volume: 11 Issue: 7 Pages: 2369-2373

    • DOI

      10.1039/d1cy00245g

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Template-free Synthesis of Mesoporous β-MnO2 Nanoparticles: Structure, Formation Mechanism, and Catalytic Properties2020

    • Author(s)
      Yui Yamaguchi, Ryusei Aono, Eri Hayashi, Keigo Kamata, Michikazu Hara
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 12 Issue: 32 Pages: 36004-36013

    • DOI

      10.1021/acsami.0c08043

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-pot Aerobic Oxidative Sulfonamidation of Aromatic Thiols with Ammonia by a Dual-functional β-MnO2 Nanocatalyst2020

    • Author(s)
      Eri Hayashi, Yui Yamaguchi, Yusuke Kita, Keigo Kamata, Michikazu Hara
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 56 Issue: 14 Pages: 2095-2098

    • DOI

      10.1039/c9cc09411c

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  • [Presentation] 高原子価鉄を含むペロブスカイト触媒による分子状酸素を酸化剤としたアルケンの酸化的切断反応2021

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      柴田 聡美,鎌田 慶吾,原 亨和
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      柴田聡美,鎌田慶吾,原亨和
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      第10回CSJ化学フェスタ2020
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  • [Presentation] リン酸鉄ナノ粒子触媒を用いたメタンからホルムアルデヒドの直接合成2020

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  • [Presentation] リン酸鉄触媒によるメタンからホルムアルデヒドの直接合成と反応機構2020

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      松田蒼依,舘野晴香,鎌田慶吾,原亨和
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  • [Presentation] リン酸ビスマス触媒の合成とメタンからホルムアルデヒドの直接合成2020

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      小原和彦,鎌田慶吾,原亨和
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      日本化学会 第100春季年会
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  • [Presentation] リン酸ビスマス触媒によるメタンからホルムアルデヒドへの直接合成2020

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      小原和彦,鎌田慶吾,原亨和
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      第 125 回触媒討論会
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  • [Presentation] リン酸鉄触媒によるメタンからホルムアルデヒドの直接合成と機構解明2020

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      松田蒼依,舘野晴香,鎌田慶吾,原亨和
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      第 125 回触媒討論会
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  • [Presentation] 低温電場中でのCePO4触媒を用いたメタン酸化カップリング2020

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      竹野友菜,小河脩平,佐藤綾香,比護拓馬,常木英昭,鎌田慶吾,原亨和,関根泰
    • Organizer
      第 125 回触媒討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 結晶性金属酸化物を基盤とした固体触媒の設計と開発2019

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      鎌田慶吾
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      株式会社日本触媒吹田研究所講演会
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  • [Presentation] Design of Crystalline Metal Oxide Catalysts for Aerobic Oxidation and Biomass Conversion -From Molecular to Solid Catalysts-2019

    • Author(s)
      Keigo Kamata
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      新学術領域研究「分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製」第2 回ハイブリッド触媒 若手道場(国際)
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      2019 Annual Research Report
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  • [Presentation] 植物由来のプラスチック原料技術2019

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      鎌田慶吾
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      時代を刷新する会 新エネルギー委員会
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  • [Presentation] Development of Crystalline Mixed Oxide Catalysts Based on Perovskite Oxides and Metal Phosphates2019

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      Keigo Kamata
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      RSC Symposium: Frontiers of Catalysis and Photocatalysis for Energy Chemistry, Tokyo
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  • [Presentation] Development of Crystalline Mixed Metal Oxide Catalysts for Biomass Conversion2019

    • Author(s)
      Keigo Kamata
    • Organizer
      International symposium on heterogeneous catalysis for sustainable energy and chemical production -6th international symposium of Institute for Catalysis-, Sapporo
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      Keigo Kamata
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      Keigo Kamata, Shunsuke Kanai, Ippei Nagahara, Yusuke Kita, Michikazu Hara
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  • [Presentation] 金属リン酸塩触媒による分子状酸素を用いたメタンの選択酸化反応2018

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      舘野晴香,鎌田慶吾,原亨和
    • Organizer
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  • [Presentation] 金属リン酸塩触媒による分子状酸素を用いたメタン転換反応2018

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  • [Remarks] 東京工業大学科学技術創成研究院フロンティア材料研究所、原・鎌田研究室

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~hara/k_kamata.html

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  • [Remarks] 東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所 原・鎌田研究室

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~hara/k_kamata.html

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  • [Remarks] 東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所 原・鎌田研究室

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~hara/k_kamata.html

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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