2015 Fiscal Year Research-status Report
細孔構造ゼオライトへのインジウム注入技術開発と超高効率新規反応触媒実現への応用
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15K13406
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉村 智 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40294029)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木内 正人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域 無機機能材料研究部門, 主任研究員 (50356862) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ゼオライト / インジウム / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、インジウムとケイ素の相互作用によって発現する触媒が発見された。そこで我々は、ケイ素を含有するゼオライトにインジウムを注入することにより新しい触媒の開発を試みている。ゼオライトは細孔構造を持ち内部比表面積が極めて大きいため、インジウムを担持したゼオライトにおいて触媒能を発現させることができれば、触媒効率の向上が期待できる。
本研究では、これまでに以下の２つの実験を行った。
（１）低エネルギーイオンビーム装置を用いて、インジウムをゼオライトに担持する実験に取り組んだ。粉末状のゼオライトをプレスによりペレット形状に加工し、これをビーム実験のターゲットとして用いた。インジウムの入射エネルギーは500eV、ドーズ量はE16～E17個とした。作製したサンプルにインジウムが担持されていることを、X線回折と蛍光X線分析により確認した。
（２）アークプラズマ装置を用いてインジウムをゼオライトに担持する実験に取り組んだ。この実験では、粉末状のゼオライトを容器に入れ、これを攪拌しながらインジウムを注入することにより、インジウムがゼオライトサンプルに均一に照射されるようにした。インジウムの入射エネルギーは約30eVである。インジウムの担持量がサンプル重量の5%になるように実験パラメータを設定した。作製したサンプルにインジウムが担持されていることを、X線光電子分光分析により確認した。また、このサンプルがFriedel Crafts alkylationの触媒として機能することも確認した。
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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
当初の予定では、初年度には、（１）ゼオライトへのインジウム担持手法（従来の化学的手法ではなく、物理的な手法による全く新しい手法）を確立すること、（２）この手法を用いて、ゼオライトへのインジウム入射実験を行うこと、（３）実験で得られたサンプルの分析により、実際にインジウムが担持されていることを確認すること、の３つの課題を予定していた。上記の（１）と（２）については、イオンビーム入射法とアークプラズマ法により実現することができた。（３）についても、X線回折、X線光電子分光法、電子顕微鏡診断などにより、両手法により作製したサンプルにインジウムが担持されていることを確認した。それに加えて、（本来は平成２８年度に予定していた）触媒効果の分析も実施できた。その結果、アークプラズマ法により作製したサンプルがFriedel Crafts alkylationの触媒として機能することを確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度以降は、「触媒効果が発現するためのインジウム注入の条件（例えば、入射エネルギーやドーズ量）を明らかにすること」、を目的に、研究を進めていく予定である。研究計画の変更の予定はなく、また、研究を遂行する上での課題などは、今のところ存在しない。
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