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前駆体集積プロセスの制御による合理的なゼオライト合成の実現

研究課題

研究課題/領域番号 18J14354
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 無機工業材料
研究機関東京大学

研究代表者

山田 大貴  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2019年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードゼオライト / 二体分布関数 / 非晶質前駆体
研究実績の概要

本研究ではまず無機カチオンを包接する非晶質アルミノシリケートの構造解析を目指した。本研究ではX線異常散乱法を用いた特定の無機カチオン周辺の部分相関解析を実施した。その結果RHO型ゼオライト中でCsが存在する位置であるd8rユニット由来の構造に類似したパターンが非晶質前駆体サンプルで確認され、ANAなどのほかの結晶構造と比べてRHO型ゼオライト前駆体中のCs周辺にすでにd8r類似構造がCs周辺に誘起されている可能性が示唆された。このような知見はこれまでのアプローチでは明らかにすることが困難であった領域であり、ゼオライト結晶化メカニズム解明における本手法の有用性が示された。
また、有機構造規定剤(OSDA)を包接する非晶質アルミノシリケートの構造を選択的に抽出することでOSDAがゼオライトの結晶化の過程でどのようなアルミノシリケート構造を誘起するか明らかにした。具体的にはOSDAの焼成除去前後の散乱パターンの差分を取りOSDAに関係する相関を抽出する方法、並びに中性子線(X線と比較して軽元素の散乱が強い)とX線の散乱から算出したPDF解析を併用することでOSDAに包接するアルミノシリケート構造の直接的な評価を試みた。その結果、*BEA型ゼオライト前駆体中でOSDAがクラスター構造を形成していることが強く示唆された。このようにX線・中性子線散乱を組み合わせることで有機物・アルミノシリケート骨格の両者の構造を包括的に理解することが可能になることが示された。
そして、in situ条件下でのHEXTS法によるPDF解析に加えて、上述のX線異常散乱法や有機物差分法で適用した差分解析を駆使することで誘導時間中の微小な構造変化を可視化することを目指した。その結果、誘導期間中においてアルミノシリケート種の縮合が進行しゼオライト前駆体中のリング分布が徐々に変化していく過程が初めて明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 高エネルギーX線及び中性子全散乱法を併用した*BEA型ゼオライト非晶質前駆体中における有機構造規定剤周辺の構造形成の解明2019

    • 著者名/発表者名
      山田大貴, 小野寺陽平, 梅田匡, 村岡恒輝, Chokkalingam Anand, 尾原幸治, 池田一貴, 大友季哉, Liu Zhendong, 大久保達也, 脇原徹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子ビームを用いたゼオライト結晶化メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      山田大貴
    • 学会等名
      材料化学システム工学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative Study of Aluminosilicate Glass and Zeolite Precursors in Terms of Na Environment and Network Structure2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamada, Sohei Sukenaga, Koji Ohara, Chokkalingam Anand, Mariko Ando, Hiroyuki Shibata, Tatsuya Okubo and Toru Wakihara
    • 学会等名
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Evolution of Amorphous Precursors towards Zeolites Visualized by in-situ Relative PDF Approach2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamada
    • 学会等名
      7th RMC conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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