2010 Fiscal Year Annual Research Report
新規な多次元大細孔ゼオライトの精密構造解析に基づく新規触媒材料の開発
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20560719
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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, 工学研究院, 教授 (30283279)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 拓史 独立行政法人産業技術総合研究所, コンパクト化学システム研究センター, 研究員 (60371019)
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| Keywords | ゼオライト / 構造規定剤 / ポスト処理 / スチーミング / 乾燥ゲル法 / 酸化触媒 / X線結晶構造解析 / 格子欠損 |
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| Research Abstract |
H20年度までに乾燥ゲル法(DGC)法によりMCM-68類似の新規結晶の前駆体Si-YNU-2Pが合成できることを見出した。Si-YNU-2Pは骨格に欠損があり、焼成すると結晶構造が崩壊してしまう。H21年度はポスト処理によるSi-YNU-2ゼオライトの骨格構造の安定化を検討した。また骨格にTi導入したTi-YNU-2がフェノールの酸化へ適用可能であり,高い活性とパラ選択性を示すことを明らかにした。
以上を踏まえて、H22年度はYNU-2の前駆体であるYNU-2Pをシリル化剤を使用せず単にスチーミングしたサンプル(Si-YNU-2P_<ST>)について、その骨格構造安定性と格子内のSi原子欠陥の分布変化との関係をX線結晶構造解析と固体NMRなどで検証することに注力した。Si-YNU-2P_<ST>のスチーミング処理によって格子欠損が顕著に減少することが明らかとなった。これには、ケイ素原子のマイグレーションが関与していることが強く示唆された。ケイ素原子のマイグレーションは、^<29>Si MAS NMRにおいてQ^3シグナルが顕著に減少することからも支持された。ケイ素が失われた部分では、メソ孔が生成していることが、窒素吸着等温線におけるヒステリシスの存在および透過型電子顕微鏡観察によって示された。スチーミングの過程では、約半量の構造規定剤分子が細孔内から除かれることが、熱重量分析よりわかった。
以上の検討により、ヘテロ元素導入量増大に関する因子、触媒の熱安定性・水熱安定性に関わる因子、親疎水性に関わる因子などが推測可能となり、酸化触媒・酸触媒性能のさらなる性能向上へ向けての展望を得た。
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