1995 Fiscal Year Annual Research Report

耐熱性ゼオライトの設計と開発

Research Project

Project/Area Number	06555241
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	宮本明東北大学, 工学部, 教授 (50093076)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	久保百司東北大学, 工学部, 助手 (90241538) ANDRAS Stirl 東北大学, 工学部, 講師 (30271860) BLOCLAWIK Ew 東北大学, 工学部, 助教授 (00261587) 寺崎治東北大学, 理学部, 助教授 (30004401)
Keywords	ゼオライト / 触媒劣化 / 分子動力学法 / 密度汎関数法 / コンピュータグラフィックス / 耐熱性 / X線回析 / 高分解能電子顕微鏡
Research Abstract	ゼオライト触媒はその特異的な形状選択性と固体酸性により、新たな環境調和型触媒として注目されている。しかし活性、選択性に優れたゼオライト触媒も、耐熱性、耐水蒸気性の欠如のために、必ずしも実用につながらないことが多い。本研究では、高分解能電子顕微鏡、X線回析などの実験的な手法と、分子動力学(MD)法、量子化学、コンピュータグラフィックス(CG)などの分子設計手法を活用することにより、熱および水による触媒劣化の機構を解明した。耐熱性の向上を意図し、X線構造解析や高分解能電子顕微鏡などの実験的手法を用いて、ETS-10型チタノシリケートの結晶成長機構について検討した。その結果、結晶成長する最小結晶単位と積層様式を決定する結晶表面との相互作用についての知見が得られ、欠陥のない結晶の合成あるいは積層様式を制御する可能性を明らかにした。熱によるアルミノフォスフェートの破壊過程を分子設計手法用いてシミュレーションを行った。その結果、AIPO4-5については、骨格中のAl-O結合がP-O結合に比べ容易に切断されることがわかり、このことは実験で求められている結合力の強さと一致する。また、ZSM-5の表面をモデリングし、破壊過程への表面の影響を検討した。(010)表面については酸素5員環を残した表面構造がより安定に存在することがわかった。また密度汎関数法と呼ばれる新しい量子化学計算手法を活用することにより、イオン交換ゼオライトへの水の吸着挙動について検討した、その結果、同じ反応に活性を示す効換カチオンの耐水蒸気性の違いを明らかにした。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Y.Oumi et al.: "Atomic processes in the thermal destruction of zeolites as investigated by molecular dynamics and computer graphics" Catalysis Today. 23. 417-423 (1995)
[Publications] H.Yamano et al.: "Molecular Simulation of Thermal Destruction Processes in Aluminophosphates" Kagaku Kogaku Ronbunshu. 21. 1140-1146 (1995)
[Publications] H.Himei et al.: "Study of the Activity of GaZSM-5 in the de-NO_x Process by a Combination of Quantum Chemistry,Molecular Dynamics,and Computer Graphics Methods" The Journal of Physical Chemistry. 99. 12461-12465 (1995)
[Publications] N.W.Anderson et al.: "Microporous titanosilicate ETS-10:a structural survey" Philosophical Magazine B. 71. 813-841 (1995)
[Publications] R.Vetrivel et al.: "The Role of Structural and Electronic States of GaZSM-5 in deNO_x Reaction" Studies in Surface Science and Catalysis. 92. 233-238 (1995)
[Publications] E.BROCLAWIK et al.: "DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS OF THE REACTION PATH WAY FOR METHANE ACTIVATION ON A GALLIUM SITE IN METAL EXCHANGED ZSM-5" The Journal of Chemical Physics. 103. 2102-2108 (1995)

1995 Fiscal Year Annual Research Report

耐熱性ゼオライトの設計と開発

Principal Investigator

宮本 明 東北大学, 工学部, 教授 (50093076)

Research Products

[Publications] Y.Oumi et al.: "Atomic processes in the thermal destruction of zeolites as investigated by molecular dynamics and computer graphics" Catalysis Today. 23. 417-423 (1995)

[Publications] H.Yamano et al.: "Molecular Simulation of Thermal Destruction Processes in Aluminophosphates" Kagaku Kogaku Ronbunshu. 21. 1140-1146 (1995)

[Publications] H.Himei et al.: "Study of the Activity of GaZSM-5 in the de-NO_x Process by a Combination of Quantum Chemistry,Molecular Dynamics,and Computer Graphics Methods" The Journal of Physical Chemistry. 99. 12461-12465 (1995)

[Publications] N.W.Anderson et al.: "Microporous titanosilicate ETS-10:a structural survey" Philosophical Magazine B. 71. 813-841 (1995)

[Publications] R.Vetrivel et al.: "The Role of Structural and Electronic States of GaZSM-5 in deNO_x Reaction" Studies in Surface Science and Catalysis. 92. 233-238 (1995)

[Publications] E.BROCLAWIK et al.: "DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS OF THE REACTION PATH WAY FOR METHANE ACTIVATION ON A GALLIUM SITE IN METAL EXCHANGED ZSM-5" The Journal of Chemical Physics. 103. 2102-2108 (1995)

宮本明東北大学, 工学部, 教授 (50093076)