ゼオライト骨格中Al原子の元素選択的原子分解能イメージング

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05268
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 阪本 康弘 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (10548580)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横井 俊之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00401125)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ゼオライト / ミクロ多孔質材料 / 電子顕微鏡法 / 活性サイト

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、ゼオライト骨格中に極微量含まれる活性サイトの同定を超高空間分解能をもつ球面収差補正走査透過電子顕微鏡（AC-STEM）法を用い行う。また、得られた知見をもとにそれら活性サイトが作る特異ナノ空間場での触媒反応機構を解明することを目指す。
今年度は、特異ナノ空間場をもつゼオライトの未知構造をAutomated Diffraction Tomography（ADT）法と呼ばれる新しい手法を用いることにより明らかにした。ADT法は全逆格子空間内の電子回折から未知構造解析を行う手法で、高分解能電子顕微鏡（HRTEM）法に比べて試料への電子線照射量を低減することができる。そのため、ADT法は，X線や中性子を用いた精密構造解析には定量性という点でまだ及ばないものの，ゼオライトのような電子線照射ダメージが大きく微小結晶しかできない材料に単結晶構造解析が適用可能な唯一の手法である．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

昨年度（2018年度）始めに所属先が変わった影響が大きく、研究環境（特に電子顕微鏡観察を行うための装置へのアクセス）が整わず予定通り研究を進めることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

現在のゼオライト触媒の開発は，合成と触媒性能評価の繰り返しによる経験則に頼っているため，ゼオライト骨格中のどのナノ空間で，どの活性サイトが，どのように触媒性能に関与しているのかあきらかになっていない．したがって、ゼオライト骨格中活性サイトの直接観察が可能になることによって，高効率で高性能なゼオライト触媒の開発が可能になる．特に近年，ゼオライト骨格中活性サイトの制御と同定に関する報告が多数ありその重要性が指摘されているが，局所構造から中・長距離秩序をもつ構造までを実空間で評価した例はなく，本研究課題で用いた原子分解能イメージング（AC-STEM）法による活性サイトの直接観察によって，現在のゼオライト触媒の開発に直ちに大きな影響を与えると考えられる．

Causes of Carryover

コロナウイルスの影響により予定していた学会出席および出張がなくなったため。