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構造指向剤の複合化による新規構造ゼオライトの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17686070
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関北九州市立大学 (2007)
東北大学 (2005-2006)

研究代表者

山本 勝俊  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (60343042)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円)
2007年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2006年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2005年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワードゼオライト / 構造指向剤 / Structure-directing agent / 層状化合物 / 複合化 / 水熱合成 / 新規物質
研究概要

安価で比較的容易に入手可能な有機化合物,あるいは単純な構造の有機化合物を構造指向剤(SDA)として用いることにより,新規構造を持つゼオライト物質の探索を行った。計画最終年度である本年度は,引き続き新規構造物質の探索研究を行いながら,合成の対象を拡張し,安価で環境負荷の低い合成法を開発した。
前年度に引き続き,ヒドロキシル基を持つ四級アンモニウムカチオンをSDAとして用いゼオライトを合成した。様々なヒドロキシル基含有SDAから新規構造を持つ層状シリケート物質が得られ,それらを焼成することによりゼオライト物質が得られた。層状シリケートの合成に最適な合成条件(母ゲル中のケイ酸濃度やpH,合成温度など)は,通常のゼオライト合成で用いられる条件とは異なるため,これまでに行われていない領域での合成が可能となった。最終的に得られたゼオライト物質は既知構造物質であったが,この層状シリケートを経由するアプローチが新規ゼオライト合成に対して有効である可能性が示唆された。
次に,同様の単純な構造のSDAを用いながら,工業触媒としても用いられているチタノシリケートへと合成対象を拡張した。この合成法では,チタニアのような安価な原料を粉砕、混合して調製した複合粉に単純な構造のSDAを加え,水蒸気中で熱処理することによりチタノシリケートを結晶化させた。この合成法の開発により,安価な原材料が利用可能なだけでなく,廃液や副生成物の生成無しにチタノシリケートを得ることが可能となった。
なお,これまでの研究成果としていくつかの未知構造物質が得られているが,計画年度内にこれらの結晶構造を解明するまでには至らなかった。ゼオライトの構造解析は一般に困難であるが,得られた生成物の結晶性が低いこともこの原因となっている。これらの未知構造物質については,引き続き合成条件の検討と最適化を行いながら,結晶構造の解明に努めたい。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] ZOL:A New Type of Organic-Inorganic Hybrid Zeolites Containing Org anic Framework2008

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Yamamoto
    • 雑誌名

      Chem.Mater. 20

      ページ: 972-980

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-State ^<13>C NMR Studies on Organic-Inorganic Hybrid Zeolites2007

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Yamamoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 111

      ページ: 12119-12123

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ゼオライト合成へのメカノケミカル反応の利用2007

    • 著者名/発表者名
      山本 勝俊
    • 雑誌名

      ゼオライト 24

      ページ: 43-50

    • NAID

      40015535919

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] メカノケミカル反応を利用したメタロシリケート合成2007

    • 著者名/発表者名
      山本 勝俊
    • 学会等名
      化学工学会第39回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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