有機構造規定剤及びゲルマニウムフリー合成法による超大細孔ゼオライトの開発

• 研究課題/領域番号: 17K14817
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 上村 佳大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90635781)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: ゼオライト / 触媒 / 水熱合成 / 多孔質材料 / 結晶化 / 種結晶 / テンプレートフリー / 吸着 / 合成 / 種結晶添加法 / 超大細孔 / 有機構造規定剤フリー

研究成果の概要

超大細孔ゼオライトは14員環以上の入口細孔径を有し、一般的な12員環大細孔ゼオライトの入口径よりもサイズの大きな分子に対応できる固体酸触媒として注目されている。しかし、従来合成には、多くの場合、高価な有機構造規定剤やゲルマニウムの添加等が必要である場合が多く、製造プロセスの煩雑化と製造コスト高が課題となっている。本研究は、種結晶添加法を基盤技術として、従来品よりも優れた触媒特性と高い水熱熱安定性を有する超大細孔ゼオライトの有機構造規定剤およびゲルマニウムフリー合成を予測的に実施するための手法の確立を目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般的に現状では超大細孔ゼオライトを予測的に設計・結晶化させることができていないと考えられており、こうした状況を受け、これまでの研究成果から得られた知見を基に、超大細孔ゼオライトの有機構造規定剤・ゲルマニウム使用量を可能な限り削減した合成方法の探索を実施・検討する。そして目的とする骨格構造に対して適切な種結晶と反応混合物組成の選定、役割をこれまでの研究成果から得られた知見を活用しつつ、それを体系化することで本現象を材料化学的知見から解明し、工学的応用を広げることが材料の用途範囲や多孔質材料合成分野のサイエンスを拡大する意味で重要であると考えている。