リン酸アルミニウムの水熱転換による多孔質結晶の創製とその触媒機能
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22K04826
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
小村 賢一 岐阜大学, 工学部, 准教授 (40377685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 拓史 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (60371019)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ゼオライト / 水熱転換法 / リン酸アルミニウム / 水熱転換 / 構造解析 / 触媒反応 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、「アルミノリン酸塩系ゼオライト水熱転換法」（izcMAP法）による新規多孔質結晶の更なる探索、およびそれらの材料としての機能をゼオライトで最も期待される触媒反応を通して示し、本合成手法のステイタス確立を試みる。また原料とするゼオライトの三次元的な骨格分子構造を正確に捉えることで、これまでの結果から見出した仮説をもとに我々が開発した新規ゼオライト（GAM-3）に固体酸性を付与させ、その固体酸および触媒としての機能を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．リン酸アルミニウムゼオライトであるAlPO-5と同じ骨格構造を持ち、ケイ素を部分的に骨格置換させたSAPO-5を親ゼオライトとして、我々が開発したizcMAP法を行ったところ新規ポーラス物質であるGAM-4の開発に成功し、学術論文投稿を行った。この研究において、ゼオライトの持つ化学組成、特にシリカとアルミナがもつ化学的親和性が導きだす現象が、我々が開発したizcMAPの結晶化機構について大きなカギとなることを見出すことができた。
２．ケイ素に代わりコバルト同形置換させたCoAPO-5を用いたところ、既知ゼオライトであるAWO型ゼオライトの生成を確認した。これを焼成したところコバルト含有するゼオライトCoAPO-25の生成を確認した。これらは既知構造であるため、本研究の新規物質開発の目的から外れると考えられたが、共同研究者による詳細な結晶構造解析の結果、本手法で得られたCoAPO-25には、これまで報告されていない結晶群を持つことが解り、申請した研究計画とは異なるが、再度、詳細な物性評価を行った。その結果、これまでにない局所構造および結晶群を持つことが確認されたため、新たにGAM-5と物質名を付け、論文投稿を行った。
３．我々が開発したizcMAP法について、アルカリ金属カチオン存在下による検討を行った。その結果、未だ生成物の同定はできていないが、多孔質物質ではなく、鉱物が生成していることを突き止めている。使用している親ゼオライトの化学組成を鑑みると、これら生成した鉱物は全く新しい鉱物となるので、残りの研究期間を使い、物質の同定を含め慎重に研究を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１．我々が開発した新しい多孔質物質GAM-4について、共同研究者と共に合成、物性、構造解析と研究指針通りに研究展開して、論文投稿を行った。
２．目標としている新規ゼオライトGAM-3への固体酸性の付与について、現在、新しい合成スキームにて検討中である。現状では、我々の予想を超える全く新しい合成法が見出せそうである。しかしながら、新しい課題も見つかった。
３．意外な研究進捗として、既知化合物と思っていた物質GAM-5が、実は、新しい結晶学的特徴を持つことが解り、再度、慎重に再実験を行った点である。
４．新しい多孔質物質の探索については、鋭意検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、研究計画に記載の通り、
１．新規多孔質材料GAM-6の論文投稿およびGAM-6の固体触媒への応用に向けた検討を開始する。
２．無機規定剤としての性質をもつアルカリカチオンを利用した、水熱転換について包括的に実施する。
３．新規ゼオライトGAM-3への固体酸付与について、合成検討と物性評価を行う。
４．新しく生成した結晶について、再現性、物性評価、構造解析を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
