2022 Fiscal Year Annual Research Report
Alドープ結晶性メソポーラスシリカの合成および触媒活性点の調査
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21K20494
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
松野 敬成 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (80907098)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノ多孔体 / 結晶性シリカ / シリカナノ粒子 / シリカコロイド結晶 / ゼオライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では結晶性アルミノケイ酸塩の触媒活性点の分析・評価を志向して、Alドープにより固体酸性を有する結晶性メソポーラスシリカの合成手法を検討した。
ゼオライトに代表される多孔質結晶性メタロケイ酸塩は、シリカ骨格中のSiの一部がAlやTiなどの金属元素で置換されることで固体酸点が形成されて触媒活性を示すことから、工業利用・学術研究が幅広くなされている。一方で、細孔壁がシリカの結晶多形からなる多孔質結晶性シリカの合成例は極めて少数であり、酸点を導入して触媒活性を調査した報告は皆無である。したがって、細孔壁の結晶性が触媒活性に与える影響は未知であり、これを明らかにすることは学術・工業双方の観点から重要といえる。結晶性メタロケイ酸塩であるゼオライトとの比較を考え、本研究ではドープ元素にAlを選択した。
最終年度ではシリカの結晶多形だけではなく、比較対象であるメソポーラスゼオライトの合成について検討を行い、メソ細孔構造を制御する手法を開発した。従来の多孔質炭素を鋳型に用いる方法では水熱合成時に鋳型外部での析出を生じるため精密な細孔構造制御は困難であったが、より親水的な鋳型を用いることで課題を克服した。前年度にはAl含有メソポーラスシリカの細孔壁を結晶化させることで元々の細孔構造を保持した結晶性メソポーラスシリカの合成に成功しており、メソポーラスゼオライトの合成と併せて、結晶性アルミノケイ酸塩の触媒活性点に関する知見を拡張しうる結晶性メソポーラスシリカの合成手法を見出した。
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