チタノシリケート構造の精密制御による高機能液相酸化触媒の創製

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305056
• Research Institution: YOKOHAMA NATIONAL UNIVERSITY
• Principal Investigator: 辰巳 敬 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30101108)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 呉 鵬 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (60322096) ; 吉武 英昭 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 助教授 (20230716)
• Keywords: チタノシリケート / ゼオライト / 水熱合成 / フッ化物法 / 構造可逆転換 / 液相酸化 / 過酸化水素 / 層剥離

Research Abstract

本年度はMWW型チタノシリケート触媒の高性能化のための合成法の開発、大分子の液相選択酸化に適応する大口径チタノシリケート触媒の調製ならびにそれらの触媒作用を中心に研究を行なった。
三次元結晶構造のMWWシリケートをpiperidineまたはhexamethyleneimineの水溶液で処理し可逆的に層状前駆物質に変化することを見出した。この構造変化特徴を利用しチタン種の均一なポスト導入法を確立した。また、合成ゲルにフッ酸を添加することにより結晶化助剤のホウ酸を大幅に低減したMWW型チタノシリケートの合成法も確立した。1-ヘキセンの過酸化水素に対してポスト法とフッ化物法で合成したTi-MWWは従来の水熱合成Ti-MWWより2-3倍高い比活性を示した。固体NMR、UV-visとIR分光法測定によりポスト法とフッ化物法のTi-MWWにチタン種は水熱合成Ti-MWWと異なる微細環境に存在することがわかった。
塩基性条件下でTi-MWWを界面活性剤の水溶液で処理した後、さらに超音波処理することによりゼオライトの基本構造を持つ高い表面積の層剥離触媒を調製した。また、チタン含有量の少ないTi-MWW層状前駆物質を酸処理するだけで層間が拡張された新規物質、Ti-YNU-1を選択的に調製できることを見出した。層剥離物質とTi-YNU-1は広い反応場を生かし環状アルケンのエポキシ化に高活性の触媒であることを明らかにした。
また、六配位のチタン種のみの大口径チタノシリケートETS-10は酸または硝酸塩で処理し、特定の場所に存在する一部のケイ素またはチタンを除去することによって、大分子のエポキシ化触媒になることを見出した。

Research Products

• [Publications] P.Wu, T.Tatsumi: "A Novel Titanosilicate with MWW Structure : III. Highly Efficient and Selective Production of Glycidol through Epoxidation of Allyl Alcohol with H_2O_2"J.Catal.. 214. 317-326 (2003)
• [Publications] W.Fan, P.Wu, T.Tatsumi: "A New Titanosilicate Structurally Analogous to MWW Lamellar Precursor"Angw.Chem. 43. 236-240 (2004)