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Emulsion-Based Continuous Flow Synthesis of Zeolites

研究課題

研究課題/領域番号 18K14049
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

LIU ZHENDONG  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70816983)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードzeolites / continuous flow / heterogeneous catalysts / emission control / methane utilization / emulsion / zeolite / NH3-SCR / methane activation / N2O adsorbent / zeolite synthesis / catalysis / crystallization / porous materials
研究成果の概要

ゼオライトは化学・石油化学プロセスにおいて高い産業的価値をもつ材料であり、その合成技術の創出は極めて重要である。本研究ではエマルジョン法に基づくゼオライトの流通合成に着目した。エマルジョン法の採用により合成中の急速な粘度上昇による沈殿の問題を解決し、ゼオライトの連続流通合成が容易になった。この方針に基づき流通合成装置を設計・組立し、ERI、CHA、ベータ型などのゼオライトの流通合成を実現した。得られたERIゼオライトはNH3-SCRにおいて高い触媒性能を示した。さらに、メタンの部分酸化反応においても本研究のERIゼオライトは147 μmol/g-zeoliteもの高いメタノール収量を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Zeolites play a critical role in achieving the sustainable development goals. This research created an advanced synthesis route that is expected to greatly reduce the production costs of zeolites. This research also developed new applications of zeolites for emission control and methane utilization.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 10件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Ultrafast and continuous-flow synthesis of AFX zeolite via interzeolite conversion of FAU zeolite2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Tatsushi、Liu Zhendong、Iyoki Kenta、Chokkalingam Anand、Yonezawa Yasuo、Hotta Yuusuke、Ohnishi Ryohji、Matsuo Takeshi、Yanaba Yutaka、Ohara Koji、Takewaki Takahiko、Sano Tsuneji、Okubo Tatsuya、Wakihara Toru
    • 雑誌名

      Reaction Chemistry & Engineering

      巻: 6 号: 1 ページ: 74-81

    • DOI

      10.1039/d0re00219d

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic and natural MOR zeolites as high-capacity adsorbents for the removal of nitrous oxide2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Keita、Liu Zhendong、Iyoki Kenta、Chen Ching-Tien、Miyagi Shoko、Yanaba Yutaka、Yamauchi Yusuke、Okubo Tatsuya、Wakihara Toru
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 11 ページ: 1312-1315

    • DOI

      10.1039/d0cc07511f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrafast surfactant-templating of *BEA zeolite: An efficient catalyst for the cracking of polyethylene pyrolysis vapours2021

    • 著者名/発表者名
      Khalil Umer、Liu Zhendong、Peng Ce、Hikichi Naomichi、Wakihara Toru、Garc?a-Mart?nez Javier、Okubo Tatsuya、Bhattacharya Sankar
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 412 ページ: 128566-128566

    • DOI

      10.1016/j.cej.2021.128566

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrafast Encapsulation of Metal Nanoclusters into MFI Zeolite in the Course of Its Crystallization: Catalytic Application for Propane Dehydrogenation2020

    • 著者名/発表者名
      J. Zhu R. Osuga R. Ishikawa N. Shibata Y. Ikuhara J.N. Kondo M. Ogura J. Yu T. Wakihara Z. Liu T. Okubo
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 44 ページ: 19669-19674

    • DOI

      10.1002/anie.202007044

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Understanding the high hydrothermal stability and NH3-SCR activity of the fast-synthesized ERI zeolite2020

    • 著者名/発表者名
      Jie Zhu, Zhendong Liu, Le Xu, Takeshi Ohnishi, Yutaka Yanaba, Masaru Ogura, Toru Wakihara, Tatsuya Okubo
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 391 ページ: 346-356

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2020.08.033

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Testing the Limits of Zeolite Structural Flexibility: Ultrafast Introduction of Mesoporosity in Zeolite2020

    • 著者名/発表者名
      Ce Peng, Zhendong Liu, Yasuo Yonezawa, Noemi Linares, Yutaka Yanaba, Carlos Alexander Trujillo, Tatsuya Okubo, Taiji Matsumoto, Javier Garcia-Martinez, Toru Wakihara
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 8 号: 2 ページ: 735-742

    • DOI

      10.1039/c9ta10570k

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unique Crystallization Behavior in the Zeolite Synthesis under External High Pressure2020

    • 著者名/発表者名
      Che Tan,# Zhendong Liu,# Yasuo Yonezawa, Sohei Sukenaga, Mariko Ando, Hiroyuki Shibata, Yukichi Sasaki, Tatsuya Okubo, Toru Wakihara.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 18 ページ: 2811-2814

    • DOI

      10.1039/c9cc09966b

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cu-Erionite Zeolite Achieves High Yield in Direct Oxidation of Methane to Methanol by Isothermal Chemical Looping2020

    • 著者名/発表者名
      Jie Zhu, Vitaly Sushkevich, Amy Knorpp, Mark Newton, Stefanie C. M. Mizuno, Toru Wakihara, Tatsuya Okubo, Zhendong Liu,* Jeroen A. van Bokhoven*
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 32 号: 4 ページ: 1448-1453

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.9b04223

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Continuous Flow Synthesis of Ordered Porous Materials: From Zeolites to Metal-Organic Frameworks and Mesoporous Silica2019

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu,* Jie Zhu, Ce Peng, Toru Wakihara, Tatsuya Okubo
    • 雑誌名

      Reaction Chemistry & Engineering

      巻: 4 号: 10 ページ: 1699-1720

    • DOI

      10.1039/c9re00142e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identifying the Factors Governing the Early-Stage Degradation of Cu-Chabazite Zeolite for NH3-SCR2019

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Usui#, Zhendong Liu#, (# equal contribution), Hirokazu Igarashi, Yukichi Sasaki, Yuji Shiramata, Hiroki Yamada, Koji Ohara, Tetsuro Kusamoto, Toru Wakihara
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 2 ページ: 3653-3659

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b03409

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrafast synthesis of zeolites: breakthrough, progress and perspective2019

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu, Jie Zhu, Toru Wakihara, Tatsuya Okubo
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Frontiers

      巻: 6 号: 1 ページ: 14-31

    • DOI

      10.1039/c8qi00939b

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Addressing the viscosity challenge: ultrafast, stable-flow synthesis of zeolites with an emulsion method2018

    • 著者名/発表者名
      Jie Zhu, Zhendong Liu, Yasuo Yonezawa, Kazuto Honda, Satoshi Okada, Shigeru Deguchi, Tatsuya Okubo, Toru Wakihara
    • 雑誌名

      Reaction Chemistry & Engineering

      巻: 3 号: 6 ページ: 844-848

    • DOI

      10.1039/c8re00139a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improve the Hydrothermal Stability of Cu-SSZ-13 Zeolite Catalyst by Loading a Small Amount of Ce2018

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Usui#, Zhendong Liu# (#equal contribution), Sayoko Ibe, Jie Zhu, Chokkalingam Anand, Hirokazu Igarashi, Naoki Onaya, Yukichi Sasaki, Yuji Shiramata, Tetsuro Kusamoto, Toru Wakihara
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 8 号: 10 ページ: 9165-9173

    • DOI

      10.1021/acscatal.8b01949

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ultrafast Methods for the Fabrication and Functionalization of Zeolitic Materials2021

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu
    • 学会等名
      2020 Dalian University of Technology Overseas Partner Universities Series Online Exchange Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Pressure Synthesis and Processing of Zeolites2020

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu
    • 学会等名
      International Symposium on Porous Materials 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-Pressure Synthesis and Processing of Zeolites2020

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu
    • 学会等名
      第36回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Continuous Flow Synthesis of Zeolites: Recent Progresses and Future Perspectives2019

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu, Jie Zhu, Toru Wakihara and Tatsuya Okubo
    • 学会等名
      The 19th International Zeolite Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Continuous Flow Synthesis of Zeolites as Tailor-Made Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu, Jie Zhu, Toru Wakihara and Tatsuya Okubo
    • 学会等名
      The 6th Asia-Pacific Chemical and Biological Microfluidic Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Nanoporous Adsorbents for N2O Capture and Utilization2019

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu, Keita Yamashita, Shoko Miyagi, Kenta Iyoki, Tatsuya Okubo, Yusuke Yamauchi and Toru Wakihara
    • 学会等名
      2019 International Conference on Nanospace Materials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultrafast and Continuous Flow Synthesis of Zeolites with An Emulsion Method2019

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu
    • 学会等名
      The 4th Euro Asia Zeolite Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Speeding up the Synthesis of Zeolites: From Several Days to Several Seconds2018

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu
    • 学会等名
      The 2018 AIChE Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Developments in Ultrafast and Continuous Flow Synthesis of Zeolites2018

    • 著者名/発表者名
      Zhendong Liu
    • 学会等名
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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