2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-performance oxidation catalysts and their application to challenging catalytic reactions based on ordered porous materials
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15K14221
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
窪田 好浩 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30283279)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ゼオライト触媒 / MCM-68 / チタノシリケート / 酸化反応 / 四塩化チタン / 直接合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ベンゼン・トルエン・フェノールの酸化において，触媒性能を向上させるには，Ti活性点の分布や質を制御する必要がある。また，触媒調製法の簡便化を図ることも重要である。そこで本研究では，気相TiCl4処理とは別のTi導入方法として，Tiを骨格に含むAl-MCM-68の直接合成を試みた。TiとAlを含む出発ゲルからの直接合成により，MSE結晶相を得ることに初めて成功した。焼成体である(Ti,Al)-MCM-68 (Si/Al = 10，Si/Ti = 91) に対し硝酸処理を行うと，脱Alが起こり，Si/Al = 900となったが，驚くべきことにTi含有量はほとんど変わらなかった (Si/Ti = 91)。DR UV-visスペクトルで，(Ti,Al)-MCM-68_cal の四配位Tiに帰属される210 nm付近のピークと，五・六配位Tiに帰属される270 nm付近のピークが見られた。観測された五・六配位Tiは，吸着水分子が骨格内Tiに配位したものと考えられる。(Ti)-MCM-68では，五・六配位Tiに帰属されるピークが顕著に減少するとともに，四配位Ti由来のピークが明瞭に見られるようになった。(Ti)-MCM-68_calは(Ti)-MCM-68と同様のスペクトルを与えた。従来法で得た[Ti]-MCM-68 (Si/Ti = 70) では，硝酸処理を施すことでTiが脱離し (Si/Ti = 91)，TiO2に由来する330 nm付近のピークが現れた。つまり，直接合成した(Ti,Al)-MCM-68においては, 気相TiCl4処理を施した[Ti]-MCM-68よりも骨格内Tiが加水分解を受けにくい。(Ti)-MCM-68に対して気相TiCl4処理を施すと，フェノール酸化活性およびパラ選択性が向上した。調製法により骨格内Tiの安定性とTi活性点の分布が異なることが示唆される。
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