Creation of acid-base paired sites on zeolite catalysts based on spectroscopic approaches

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14459
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27030:Catalyst and resource chemical process-related
• Research Institution: Hokkaido University (2022); Tohoku University (2021)
• Principal Investigator: Osuga Ryota 北海道大学, 触媒科学研究所, 助教 (30874250)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Zeolites / Spectorscopy / Acid-base pair sites

Outline of Final Research Achievements

The dealumination of Beta zeolite in cobalt nitrate aqueous solution protected the framework Al species coordinated with Co2+ species (Al pair sites), which gave selectively reduced the number of isolated Al species. The acid-base paired sites were created by the ion exchange for such Al pair-rich beta zeolites. In addition, high-silica CHA-type zeolites were successfully synthesized by aging treatment for the synthetic gel in the presence of seed crystals at room temperature followed by hydrothermal treatment. The obtained CHA-type zeolites showed a long catalytic lifetime for the MTO reaction.

Free Research Field

触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゼオライト触媒において、骨格内Al種の量や位置は活性を支配する重要な因子の1つである。本研究では、比較的簡便なポスト処理で位置選択的に骨格内Al種を取り除くことができた。ゼオライトは実際の工業プロセスでも幅広く用いられているため、本手法が汎用的な手法となれば、学術的には勿論のこと工業的にも大きな意義があると言える。また、これまで合成例がなかったAl量のCHA型ゼオライトの合成手法を確立することができた。CHA型ゼオライトは、様々な反応に対してユニークな形状選択性を発現するため、今回合成したハイシリカなCHA型ゼオライトの触媒活性を詳細に検討することで、新たな触媒反応系が発見される可能性がある。