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層状無機水酸化物を基盤とするIntercalation Catalystsの創成

研究課題

研究課題/領域番号 16K06852
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関千葉大学

研究代表者

原 孝佳  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60437358)

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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードアニオン交換反応 / 層状無機水酸化物 / インターカレーション / 不均一系触媒 / 層状複塩基性塩 / 層状希土類水酸化物 / 層間隔拡張機能 / アニオン交換 / グリーンケミストリー
研究成果の概要

希土類元素のなかで,Y(III)カチオンからなる層状水酸化物(Y-LRH)を合成し,長鎖アルキルカルボン酸アニオンをピラーゲストとして導入し,層間隔の精密制御を施した触媒を設計した.層間隔を制御した触媒を用いて水溶媒中でのクネベナーゲル縮合反応を行ったところ,酢酸アニオンを導入したY-LRH触媒(C2/Y-LRH)が特異的に高い触媒活性を示し,有効な固体塩基触媒として機能した.時分解放射光粉末X線回折(SXRD)結果より,高活性が発現した要因は反応溶媒により極めて迅速な層間隔の拡張であると考えられる.得られた触媒は,高い活性を保持したまま再使用が可能であった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

層状無機水酸化物の規制された層間内を制御可能なナノサイズの反応場と捉え,触媒活性種および基質活性化能を集積するのみならず,基本層をも反応活性点として自在に操る協奏機能型触媒の設計は,従来の活性種固定化法とは一線を画した極めて独創的なものである.特に,触媒材料として殆ど利用されていない層状無機水酸化物を基盤とし,且つアニオン交換反応を駆使した触媒設計およびその機能を開拓したことにより,機能創成という科学技術的な成果のみならず,実工業プロセス触媒への応用展開という観点からも極めてインパクトが大きいものである.

報告書

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

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 11件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] Institute of Technology Bandung(Indonesia)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] RMIT University(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Aston University/European Bioenergy Research Institute/Adam Lee, Karen Wilson(t英国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] One-pot selective conversion of C5-furan into 1,4-pentanediol over bulk Ni-Sn alloy catalysts in an ethanol/H2O solvent mixture2019

    • 著者名/発表者名
      Rodiansono; Dewi Astuti, Maria; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 印刷中

    • 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] Preparation of a Highly Stable Pd-Perovskite Catalyst for Suzuki Couplings via a Low-Temperature Hydrothermal Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Saputra Leo、Sato Takahiro、Kojima Takashi、Hara Takayoshi、Ichikuni Nobuyuki、Shimazu Shogo
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 12 ページ: 17528-17531

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b02622

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly selective transfer hydrogenation of carbonyl compounds using La2O32018

    • 著者名/発表者名
      Natsir, Taufik Abdillah; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 号: 11 ページ: 1561-1569

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180165

    • NAID

      130007511430

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recyclable Pd-contained perovskite catalyst synthesized by a low temperature hydrothermal method for aerobic alcohol oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      Saputra Leo、Kojima Takashi、Hara Takayoshi、Ichikuni Nobuyuki、Shimazu Shogo
    • 雑誌名

      Molecular Catalysis

      巻: 453 ページ: 132-138

    • DOI

      10.1016/j.mcat.2018.04.023

    • 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] Kaolinite Catalyst for the Production of a Biodiesel-Based Compound from Biomass-Derived Furfuryl Alcohol2018

    • 著者名/発表者名
      Natsir, Taufik Abdillah; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 1 号: 6 ページ: 2460-2463

    • DOI

      10.1021/acsaem.8b00694

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemoselective hydrogenation of unsaturated nitro compounds to unsaturated amines by Ni-Sn alloy catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka, Nobutaka; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 8 ページ: 971-974

    • DOI

      10.1246/cl.180458

    • NAID

      130007430855

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceptorless dehydrogenation of alcohols using Cu-Fe catalysts prepared from Cu-Fe layered double hydroxides as precursors2018

    • 著者名/発表者名
      Putro, Wahyu S.; Kojima, Takashi; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Catalysis Science & Technology

      巻: 8 号: 12 ページ: 3010-3014

    • DOI

      10.1039/c8cy00655e

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      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogenolysis of tetrahydrofurfuryl alcohol to 1,5-pentanediol over a nickel-yttrium oxide catalyst containing ruthenium2018

    • 著者名/発表者名
      Husni Wahyu Wijaya, Takayoshi Hara, Nobuyuki Ichikuni, and Shogo Shimazu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 1 ページ: 103-106

    • DOI

      10.1246/cl.170920

    • NAID

      130006302067

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study on the promoting effect of nickel silicate for 1-phenylethanol oxidation on supported NiO nanocluster catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, Takuro; Ichikuni, Nobuyuki; Hara, Takayoshi; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 307 ページ: 29-34

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2017.05.076

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Catalytic Performance of La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> in the Selective Transfer Hydrogenation of Biomass-derived Furfural2017

    • 著者名/発表者名
      Natsir, Taufik Abdillah; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 10 ページ: 1580-1583

    • DOI

      10.1246/cl.170720

    • NAID

      130006140050

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective hydrogenation of unsaturated carbonyls by Ni-Fe-based alloy catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Putro, Wahyu S.; Kojima, Takashi; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Catalysis Science & Technology

      巻: 7 号: 16 ページ: 3637-3646

    • DOI

      10.1039/c7cy00945c

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogenolysis of furfural into 1,5-pentanediol by employing Ni-M (M = Y or La) composite catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Husni Wijaya, Takahiro Sato, Hiroaki Tange, Takayoshi Hara, Nobuyuki Ichikuni, Shogo Shimazu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 5 ページ: 744-746

    • DOI

      10.1246/cl.170129

    • NAID

      130005655719

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 1,5-Pentanediol by Hydrogenolysis of Furfuryl Alcohol over Ni-Y2O3 Composite Catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Wijaya, Husni Wahyu; Kojima, Takashi; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      ChemCatChem

      巻: 9 号: 14 ページ: 2869-2874

    • DOI

      10.1002/cctc.201700066

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficiently recyclable and easily separable Ni-Fe alloy catalysts for chemoselective hydrogenation of biomass-derived furfural2017

    • 著者名/発表者名
      Putro, Wahyu S.; Hara, Takayoshi; Ichikuni, Nobuyuki; Shimazu, Shogo
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 1 ページ: 149-151

    • DOI

      10.1246/cl.160905

    • NAID

      130005308314

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient hydrogenation of levulinic acid in water using supported Ni-Sn alloy on aluminium hydroxide catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Rodiansono, Maria Dewi Astuti, Takayoshi Hara, Nobuyuki Ichikuni, and Shogo Shimazu
    • 雑誌名

      Catalysis Science and Technology

      巻: 6 号: 9 ページ: 2955-2961

    • DOI

      10.1039/c5cy01731a

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study on the Selectivity of Propane Photo-Oxidation Reaction on SBA-15 Supported Mo Oxide Catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Ichikuni, Juyang Kim, Takayoshi Hara, Shogo Shimazu
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 265 ページ: 90-94

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2015.09.043

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrophenylation of internal alkynes with boronic acids catalysed by a Ni&#8211;Zn hydroxy double salt-intercalated anionic rhodium(III) complex2016

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi Hara, Nozomi Fujita, Nobuyuki Ichikuni, Karen Wilson, Adam F. Lee and Shogo Shimazu
    • 雑誌名

      Catalysis Science and Technology

      巻: 6 号: 3 ページ: 863-868

    • DOI

      10.1039/c5cy01139f

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Development of Ni-Zn HDS-intercalated [CuCl4]2- catalyst for one-pot oxidative coupling into b-ketonitriles2018

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi HARA
    • 学会等名
      7th International Conference of Ion Exchange 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アニオン交換性Ni‐Zn層状複塩基性塩を用いたインターカレーション型触媒の開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      原 孝佳
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アニオン交換反応を駆使して調製した新規Ni-Zn層状複塩基性塩触媒の開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      原 孝佳
    • 学会等名
      2018年度 触媒学会・触媒工業協会交流サロン
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状Ni-Zn複塩基性塩の層間を舞台とするインターカレーション型触媒の開発2018

    • 著者名/発表者名
      原 孝佳
    • 学会等名
      新化学技術推進協会 先端化学・材料技術部会 高選択性反応分科会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水存在下で有効に機能するアニオン交換性層状希土類水酸化物触媒の設計2018

    • 著者名/発表者名
      原 孝佳
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会 イオン性2次元ナノ材料の構造構築と機能化
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Ni-Zn HDS-Intercalated [CuCl4]2- Catalyst for one-Pot Oxidative Coupling for b-Ketonitrile Synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi HARA
    • 学会等名
      16th Japan-Taiwan Joint Synposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水溶媒中で塩基性を発言する層状希土類水酸化物触媒の設計2017

    • 著者名/発表者名
      原孝佳,波部眞生子,立山義人,一國伸之,島津省吾
    • 学会等名
      第33回日本イオン交換研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni-Zn複塩基性塩を担体に用いた新規不均一系Cu触媒の設計とβ-ケトニトリル合成反応への応用2017

    • 著者名/発表者名
      安藤慶,原孝佳,一國伸之,島津省吾
    • 学会等名
      第25回化学工学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 層間隔を精密制御したNi-Zn複塩基性塩触媒によるエノン類の液相流通式エホ&#12442;キシ化反応2016

    • 著者名/発表者名
      原孝佳,林明寛,一國伸之,島津省吾
    • 学会等名
      第32回イオン交換研究発表会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アニオン性塩化銅錯体を導入したNi-Zn複塩基性塩触媒によるワンポットでのbeta-ケトニトリル合成反応2016

    • 著者名/発表者名
      安藤慶,原孝佳, 一國伸之, 島津省吾
    • 学会等名
      第32回イオン交換研究発表会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni-Zn複塩基性塩担持Mn触媒によるアルテ&#12441;ヒト&#12441;類のアンモ酸化反応2016

    • 著者名/発表者名
      原孝佳,西澤佑実子,一國伸之,島津 省吾
    • 学会等名
      第118回触媒討論会A
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni-Zn層状複塩基性塩の特性を利用したIntercalation Catalystsの開発2016

    • 著者名/発表者名
      原孝佳
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-16  

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