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2010 Fiscal Year Annual Research Report

表面被覆型固体酸・塩基触媒の合成

Research Project

Project/Area Number 19560768
Research InstitutionHokkaido University of Education

Principal Investigator

松橋 博美  北海道教育大学, 教育学部, 教授 (70192341)

Keywords触媒・化学プロセス / 固体酸・塩基 / 有機工業化学 / 格子欠陥 / 表面・界面物性
Research Abstract

固体塩基触媒として塩基性の高いCaO,固体酸として硫酸化ジルコニアについて,表面の耐水性および耐CO_2性を向上させる目的で,酸・塩基性質をあまり示さず,水に対して親和性のない酸化物での表面被覆を行った。表面被覆には,平成20年度に開発した,アルコキシドを無極性溶媒である酢酸エチルに溶解し、目的の水酸化物あるいは酸化物の表面の酸・塩基性質を利用してアルコキシドを分解するという合成法(表面ゲル化法)を用いた。
CaOの表面をTiO_2で被覆し,ジアセトンアルコールの逆アルドール反応をモデル反応として,塩基触媒性能を比較した。その結果,アルミナ被覆CaOと同様に,耐水性,耐CO_2性に優れ,かつ高活性な固体塩基であることが明らかとなった。
テトラエチルシリケートを被覆材料として,シリカ被覆CaOを合成した。テトラエチルシリケートは,空気中で安定であると同時に,酸または塩基で速やかに分解するため,被覆材料として優れている。しかし,シリカはCaOとの接合があまり良くなく,Caイオンの溶出を防ぐことはできなかった。一度焼成したシリカ被覆CaOを,再度シリカで被覆することにより,溶出を防ぐことができることが分かった。
CaOをジルコニアで被覆したところ酸性が発現し,エステル交換反応やアルコールの脱水に活性な触媒となった。一般的な共沈法や含浸法で調製した触媒では,酸性は発現しないことから,一層あるいは二層からなるジルコニアの特異な性質と考えられる。
硫酸化ジルコニアは固体超強酸であるが,硫酸イオンが水に溶出することが問題になっている。硫酸イオン溶出防止を目指し、硫酸化ジルコニアの表面をジルコニアで被覆したが,溶出防止効果は見られなかった。しかし,酸触媒活性は大きく向上することが分かった。

  • Research Products

    (6 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Synthesis of a water tolerant solid base of CaO covered with Al_2O_32010

    • Author(s)
      H.Matsuhashi, T.Fujita
    • Journal Title

      Catalysis Today

      Volume: doi:10.1016/j.cattod.2010.10.057 Pages: 161-164

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SiO_2被覆CaOの合成と塩基触媒反応への応用2011

    • Author(s)
      川村安乃,松橋博美
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2011年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2011-02-01
  • [Presentation] 酸化チタンで被覆した固体塩基の合成と触媒作用2011

    • Author(s)
      船木大地,松橋博美
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2011年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2011-02-01
  • [Presentation] シリカ被覆CaOの調製と塩基触媒性質2010

    • Author(s)
      松橋博美,川村安乃
    • Organizer
      第106回触媒討論会
    • Place of Presentation
      山梨大学
    • Year and Date
      2010-09-18
  • [Presentation] シリカで被覆したCaOの塩基触媒性質2010

    • Author(s)
      松橋博美, 川村安乃
    • Organizer
      北海道支部2010年夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      函館高専
    • Year and Date
      2010-07-24
  • [Presentation] Synthesis of Water Tolerant Solid Base of CaO covered with Al_2O_32010

    • Author(s)
      H.Matsuhashi, T.Fujita
    • Organizer
      TOCAT6/APCAT5
    • Place of Presentation
      札幌市コンベンションセンター
    • Year and Date
      2010-07-22

URL: 

Published: 2012-07-19  

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