2022 Fiscal Year Annual Research Report
分光学的アプローチを駆使したゼオライト触媒上の酸・塩基協奏型活性点の創出
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21K14459
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大須賀 遼太 北海道大学, 触媒科学研究所, 助教 (30874250)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゼオライト / 酸・塩基協奏型活性点 / Alペアサイト / 位置選択的脱Al処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究開始当初は、Betaゼオライト合成時の原料にAlペアサイトを豊富に有するFAU型のゼオライトを用いることで、合成後のゼオライト骨格中にAlペアサイトを転写することを目指していた。しかしながら、目的のゼオライトの合成には至らなかったため、代替案として孤立Alサイトの選択的脱Alを試みた。前年度に行った検討で得られた結果から、Co2+イオンで骨格内Alペアサイトを保護した状態で脱Al処理を施すことで、通常の脱Al処理に比べて、孤立したAlサイトを選択的に脱Alできることが示唆された。一方で、硝酸を用いた脱Al処理では、Co2+からプロトンへのイオン交換が起こり、ペアサイトからの脱Alも併発することが問題であった。そこで本年度は、Co2+イオンおよび硝酸共存下での脱Al処理に取り組んだ。また、得られたゼオライトに対して、ICP、IR、UV-vis、NMR、XAFS測定などを用いたキャラクタリゼーションを行った。市販のBetaゼオライトに対して、様々なCo2+イオンおよび硝酸濃度下で脱Al処理を行った結果、Co2+イオン過剰かつ低濃度の硝酸存在下で処理することで、Co2+イオン非存在下に比べて、選択的に孤立Alサイトの脱Alが進行することを確認した。本手法の適用可能範囲の拡大を目指し、同様の処理を中細孔、小細孔ゼオライトにも応用したが、小細孔ゼオライトに関しては、脱Alの進行が確認されなかった。
得られた触媒をアルカリ金属でイオン交換し、酸性水酸基と格子酸素の酸・塩基ペアサイトの創出を試みた。また、アルドール縮合反応をモデル反応として、酸・塩基協奏作用が触媒活性に及ぼす影響を検討した。
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