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混合テンプレート水熱転換法による機能性ゼオライトの自在設計・合成法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16H04218
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関広島大学

研究代表者

佐野 庸治  広島大学, 工学研究科, 教授 (80251974)

研究分担者 定金 正洋  広島大学, 工学研究科, 准教授 (10342792)
津野地 直  広島大学, 工学研究科, 助教 (40758166)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワードゼオライト / 水熱転換 / 有機構造規定剤 / アンモニウムカチオン / ホスホニウムカチオン / NH3-SCR / 水熱合成 / 混合テンプレート / 多孔体
研究成果の概要

出発原料として高Si/Al比のFAUゼオライトとAl原料を組み合わせた新規な手法によるCHAゼオライト合成において、高Si/Al比のFAUゼオライトは本水熱合成条件下では瞬時に分解し、ゼオライトの形成に適した化学種を形成することが明らかとなった。またアンモニウムカチオンとホスホニウムカチオンの2種類の構造規定剤(OSDA)を併用したゼオライト水熱転換により、ゼオライトの効率的なリン修飾が進行し、耐熱性が著しく向上することを見出した。本リン修飾8員環ゼオライト(CHA, AEI及びAFX)を窒素酸化物のアンモニア選択還元(NH3-SCR)触媒の調製に応用し高性能なdeNOx触媒の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

機能性材料ゼオライトを触媒として利用していく際の最大の課題は、構造・組成の安定性に影響する脱アルミニウムをいかに抑制できるかである。deNOx触媒として期待されている小細孔CHA及びAEIゼオライトにおいてホスホニウムカチオンをOSDA及びリン修飾剤とする合成法により、実用化の点からまだ十分と言えるレベルではないが、耐熱/耐水熱安定性を向上できることを明らかにした。ゼオライト合成に関する研究は世界で活発に行われ、筆者らのゼオライト水熱転換法を含む合成技術に関する新たな発見が続いており、高耐久性ゼオライトの設計・合成が近い将来可能になると期待している。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 2件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Zeolite hydrothermal conversion in the presence of various cyclicalkylammonium cations and synthesis of nanosized BEA and MFI zeolites2019

    • 著者名/発表者名
      T. Tanigawa, N. Tsunoji, M. Sadakane, T. Sano
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater.

      巻: 277 ページ: 115-123

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2018.10.019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study between high-silica faujasites (FAU) from organic-free system and the commercial zeolite Y2019

    • 著者名/発表者名
      S. Ferdov, K. Tsuchiya, N. Tsunoji, T. Sano
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater.

      巻: 276 ページ: 154-159

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2018.09.036

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Facile synthesis of highly crystalline EMT zeolite by hydrothermal conversion of FAU zeolite in the presence of 1,1'-(1,4-butanediyl)bis (1-azonia-4-azabicyclo[2,2,2]octane)dihydroxide2019

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda, K. Tsuchiya, N. Tsunoji, M. Sadakane, T. Sano
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater.

      巻: 274 ページ: 299-303

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2018.08.036

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise gel preparation for high-quality CHA zeolite synthesis: A common tool for synthesis diversification2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Joich, D. Shimono, N. Tsunoji, Y. Takamitsu, M. Sadakane, T. Sano
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 18 号: 9 ページ: 5652-5662

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.8b00963

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of phosphorus-modified AFX zeolite using a dual-template method with tetraethylphosphonium hydroxide as phosphorus modification agent2018

    • 著者名/発表者名
      Mitani Emi、Yamasaki Yoshitaka、Tsunoji Nao、Sadakane Masahiro、Sano Tsuneji
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 267 ページ: 192-197

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2018.03.033

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] リン修飾小細孔ゼオライトの合成とNH3-SCR 触媒特性2018

    • 著者名/発表者名
      津野地直、佐野庸治
    • 雑誌名

      ゼオライト

      巻: 35 ページ: 92-100

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 進化するゼオライト合成2018

    • 著者名/発表者名
      佐野庸治、津野地直
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 60 ページ: 240-246

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An isomorphously substituted Fe-BEA zeolite with high Fe content: facile synthesis and characterization2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Naraki, K. Ariga, H. Oka, H. Kurashige, T. Sano
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol.

      巻: 18 ページ: 11-19

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Collective Case Screening of the Zeolites made in Japan for High Performance NH3-SCR of NOx2018

    • 著者名/発表者名
      V. Subramaniam, T. Onishi, Y. Shimada, Y. Kubota, T. Masuda, Y. Nakasaka, M. Matsukata, K. Itabashi, T. Okubo, T. Sano, N. Tsunoji, T. Yokoi, M. Ogura
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 91 号: 3 ページ: 355-361

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170352

    • NAID

      130006507116

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of various heterometal atoms in CHA zeolites by hydrothermal conversion of FAU zeolite and their performance for selective catalytic reduction of NOx with ammonia2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoka Takata, Nao Tsunoji, Yasuyuki Takamitsu, Masahiro Sadakane, and Tsuneji Sano
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater.

      巻: 246 ページ: 89-101

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2017.03.018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mesoporous MCM-48 immobilized with aminopropyltriethoxysilane: a potential catalyst for transesterification of triacetin2017

    • 著者名/発表者名
      Mahuya Bandyopadhyay, Nao Tsunoji, Tsuneji Sano
    • 雑誌名

      Catal. Lett.

      巻: 147 号: 4 ページ: 1040-1050

    • DOI

      10.1007/s10562-017-1997-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ZTS-1 and ZTS-2: Novel intergrowth zeolites with AFX/CHA structure2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Naraki, K. Ariga, K. Nakamura, K. Okushita, T. Sano
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater.

      巻: 254 ページ: 160-169

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2017.04.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of phosphorus-modified small-pore zeolites utilizing tetraalkyl phosphonium cations as both structure-directing and phosphorous modification agents2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamasaki, N. Tsunoji, Y. Takamitsu, M. Sadakane, T. Sano
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater.

      巻: 223 ページ: 129-139

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2015.10.038

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-pot Synthesis of Phosphorus-modified AEI Zeolites Derived by the Dual-template Method as a Durable Catalyst with Enhanced Thermal/Hydrothermal Stability for Selective Catalytic Reduction of NO<i><sub>x</sub></i> by NH<sub>3</sub>2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kakiuchi, Y. Yamasaki, N. Tsunoji, Y. Takamitsu, M. Sadakane, T. Sano
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 45 号: 2 ページ: 122-124

    • DOI

      10.1246/cl.150997

    • NAID

      130005124756

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanosized CHA zeolites with high thermal and hydrothermal stability derived from the hydrothermal conversion of FAU zeolite2016

    • 著者名/発表者名
      T.Takata, N.Tsunoji, Y.Takamitsu, M.Sadakane, T.Sano
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Mater.

      巻: 225 ページ: 524-533

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2016.01.045

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal conversion of titanated FAU to AEI zeolite and its enhanced catalytic performance for NOx reduction2016

    • 著者名/発表者名
      N.Funase, T.Takata, N.Tsunoji,, Y.Takamitsu, M.Sadakane, T.Sano
    • 雑誌名

      Adv. Porous Mater.

      巻: 4 号: 1 ページ: 62-72

    • DOI

      10.1166/apm.2016.1101

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] テトラエチルホスホニウム存在下でのFAU-GMEゼオライト水熱転換2018

    • 著者名/発表者名
      三谷絵美・津野地直・定金正洋・佐野庸治
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] [Dab-4]2+カチオン存在下におけるFAU-EMTゼオライト水熱転換2018

    • 著者名/発表者名
      大西美冴・松田啓吾・土谷和愛・津野地直・定金正洋・佐野庸治
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライト合成の多様化を目的とした多段階の合成ゲル調製法の開発とCHAゼオライト合成への応用2018

    • 著者名/発表者名
      津野地直・城一洋子・下野大悟・高光泰之・定金正洋・佐野庸治
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 種々なシリカアルミナ源からのAEI型ゼオライトの合成過程の調査とその物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      下野大悟・城一洋子・高光泰之・津野地直・定金正洋・佐野庸治
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 混合テンプレート法によるAFX/CHA連晶体の合成と高機能化2018

    • 著者名/発表者名
      土谷和愛・津野地直・定金正洋・佐野庸治
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アモルファス原料とSi/Al比の異なる出発FAUゼオライトを様々に組み合わせたCHAゼオライト合成2018

    • 著者名/発表者名
      谷川卓也・山崎義貴・津野地直・定金正洋・佐野庸治
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 耐久性ゼオライトの合成―脱アルミニウムとの戦いー2018

    • 著者名/発表者名
      佐野庸治
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of phosphorus-modified AFX zeolite by the dual-template method with tetraethylphosphonium hydroxide as phosphorus modification agent2018

    • 著者名/発表者名
      E. Mitani, Y. Yamasaki, N. Tsunoji, M. Sadakane, T. Sano
    • 学会等名
      ZMPC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Si/Al ratio and crystal size of CHA zeolite by combining dealuminated FAU with different Si/Al ratio and additional Si or Al source2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tanigawa, Y. Yamasaki, N. Tsunoji, M. Sadakane, T. Sano
    • 学会等名
      ZMPC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile synthesis of highly crystalline EMT zeolite by hydrothermal conversion of FAU zeolite in the presence of 1,1-(1,4-butanediyl) bis(1-azonia-4-azabicyclo[2,2,2]octane) dihydroxide2018

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuda, K. Tsuchiya, N. Funase, N. Tsunoji, M. Sadakane, T. Sano
    • 学会等名
      ZMPC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rational synthesis of small-pore zeolite through multi-step hydrogel preparation; A common technical tool for high-quality zeolite synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      D. Shimono, Y. Jyoichi, N. Tsunoji, M. Sadakane, T. Sano
    • 学会等名
      ZMPC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile ssynthesis of phosphorus-modified small pore zeolites with tetraalkylphosphonium cations and thei NH3-SCR catalytic performance2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Kakiuchi, Y.Yamasaki, N.Tsunoji, Y.Takamitsu, M.Sadakane, T.Sano
    • 学会等名
      7th International FEZA Conference, Sofia, Bulgaria
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and characterization of titanated AEI zeolite by hydrothermal conversion of titanated FAU zeolite2017

    • 著者名/発表者名
      N.Funase, N.Tsunoji, Y.Takamitsu, M.Sadakane, T.Sano
    • 学会等名
      7th International FEZA Conference, Sofia, Bulgaria
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanosized CHA zeolite with high thermal/hydrothermal stability derived from hydrothermal conversion of FAU zeolite2016

    • 著者名/発表者名
      T.Takata N.Tsunoji, Y.Takamitsu, M.Sadakane, T.Sano
    • 学会等名
      18th International Zeolite Conference
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly active and selective Ti-incorporated porous silica catalysts derived from grafting of titanium(IV) acetylacetone2016

    • 著者名/発表者名
      N.Tsunoji, M.Fukuda, Y.Yagenji, M.Sadakane, T.Sano
    • 学会等名
      18th International Zeolite Conference
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of phosphorus-modified small-pore zeolites utilizing tetraalkyl phosphonium cations as both structure-directing and phosphorous modification agents2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamasaki, N.Tsunoji, Y.Takamitsu, M.Sadakane,T.Sano
    • 学会等名
      18th International Zeolite Conference
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] ナノ空間材料2016

    • 著者名/発表者名
      津野地直、佐野庸治
    • 総ページ数
      999
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Encyclopedia of Membranes2016

    • 著者名/発表者名
      T.Sano
    • 総ページ数
      999
    • 出版者
      Springer-Verlag Berlin Heidelberg
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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