Creation of structured active species utilizing zeolite framework

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22075
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Masuda Takao 北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (20165715)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 琢也 北海道大学, 工学研究院, 助教 (20713267) ; 中坂 佑太 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30629548)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 化学工学 / ゼオライト / 錯体

Outline of Final Research Achievements

This study challenged immobilization of active species inside nano space in ferrisilicate with zeolite structure utilizing their unique pore surface properties. Ferrisilicate with MFI-type and *BEA-type zeolite structure and ferroaluminosilicate with Y-type zeolite structure was prepared. Iron ion and 2,2-bipyridine were introduced into their pore and organometallic complex was formed. Condition of the organometallic complex inside the ferrisilicate was different from that inside aluminosilicate (zeolite), indicating pore surface property affect the condition of complex. The Y-type ferroaluminosilicate with organometallic complex was applied as catalyst for phenol production from benzene in liquid phase. The catalyst showed higher activity as compared with Y-type zeolite with the complex.

Free Research Field

化学工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はゼオライト構造を有するフェリシリケートのナノ空間と表面の特性を活用しながら、原子レベルで制御した活性種の性能を高レベルで維持しながらも物理的・化学的な安定性を有する次世代触媒を創成しようと挑戦している。得られた技術を鉄に限らず様々な遷移金属へ応用することで、貴金属代替だけでなく、これまでにない新奇な触媒性能の発現可能性が高まると期待される。エネルギー資源、鉱物資源の多くを輸入に頼っている本国において、限られた資源の中で高機能化触媒創成にチャレンジすることは将来的な資源政策の点でも重要な意義があると考えている。