2018 Fiscal Year Research-status Report
ゼオライトナノ空間内の触媒活性点の位置制御による高効率資源変換プロセスの構築
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18KK0136
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
横井 俊之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00401125)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中坂 佑太 北海道大学, 工学研究院, 助教 (30629548)
茂木 堯彦 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (30794515)
津野地 直 広島大学, 工学研究科, 助教 (40758166)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2021-03-31
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| Keywords | ゼオライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ空間が高度に制御された結晶性多孔質材料であるゼオライトの「触媒能」はシリカ骨格に導入されたヘテロ原子の種類ならびにその導入量により依存する。本研究では新たに“ゼオライト細孔内における「ヘテロ原子の位置」”に着目した。本研究の目的は、ゼオライト細孔内におけるヘテロ原子の位置を特定する構造解析手法の開発、ゼオライト細孔内におけるヘテロ原子の位置を制御する調製手法の開発、ヘテロ原子の位置制御によるゼオライトの触媒性能の劇的な向上である。構造解析分野ではこの分野で世界をリードしているDr. Ute Kolbとの共同研究により達成する。
2018年度において、研究代表者 横井俊之（東京工業大学）ではCHA型ゼオライトの合成時の原料が生成されるゼオライトのAl分布に及ぼす影響について検討を行った。津野地 直（広島大学）では、ゼオライト転換法によるCHA型ゼオライト合成手法を確立した。茂木 堯彦（東京大学）では、同位体を用いたメタノール転換反応の反応機構解析手法について検討を実施した。中坂 佑太（北海道大学）では、ゼオライト触媒プロセスにおける結晶内拡散挙動に基づく活性点位置の検討について、ZSM-5を用いたクラッキング反応を用い予備検討を実施した。
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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
研究計画に基づき、ゼオライト調製手法の開発、藩王浄化方法、解析方法含め、各グループとも概ね順調に研究を遂行した。特に調製面では2018年度はCHA型ゼオライトに焦点をあてた。共同研究相手であるDr. Ute Kolb氏とは今後の研究計画についてディスカッションを実施し、2019年度、こちらの調製したサンプルの構造解析を実施していくことで合意している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者である横井俊之（東京工業大学）は、触媒活性点であるMFI型骨格内Alの位置を制御したゼオライト触媒の酸性質の解明に取り組む。また、ゼオライト構造の多様化として、MOR型、FER型へと展開する。酸触媒反応における活性点位置と細孔構造、触媒性能の関係解明に取り組む。津野地 直（広島大学）は、ゼオライト転換法による触媒活性点の位置制御手法の開発に取り組む。原料であるゼオライトのAl分布に注目し、原料がターゲットとするゼオライトの物性に与える影響に注力する。茂木堯彦（東京大学）は、各グループで調製されたゼオライト触媒の新規応用展開に取り組む。2020年1月頃にDr. Ute Kolb氏を訪問し、構造解析を一緒に行う予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度、複数種のゼオライト合成を計画していたが、CHA型ゼオライトに焦点をあてた。また2019年1月に共同研究相手先を訪問し打ち合わせを予定していたが、共同研究相手先とは別の機会に会い、打ち合わせをすることができたため。繰り越し分は2019年度のゼオライト合成、解析等、共同研究相手を訪問するために使用する。
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