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自在なアニオン導入に基づく特異な孤立金属サイトを有する高活性ゼオライト触媒の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K14052
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
研究機関北海道大学

研究代表者

大友 亮一  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10776462)

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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードゼオライト / フッ素 / ハフニウム / 移動水素化
研究成果の概要

本研究では,塩化ハフニウムとフッ化アンモニウムを脱アルミニウムしたゼオライトBetaに共含浸担持し,その後に高温で焼成することによって,ケトンの移動水素化反応に対して極めて高い活性を示すゼオライトHf-Betaを簡便に合成できることを見出した.種々のキャラクタリゼーションおよび量子化学計算によって高活性なHfサイトが形成されるメカニズムを推定した.含浸または低温での焼成中に,フッ素と結合したHf種が生成し,これが高温焼成によって分解されて高活性なHf原子サイトが構築されると推定した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヘテロ金属を含むゼオライトを合成する際には,金属源由来のアニオンが共存することがほとんどであるが,共存アニオンが金属種の状態に及ぼす影響は未解明であり,共存アニオンを積極的に利用した合成法はこれまでにほとんどなかった.本研究では,添加フッ素がゼオライト骨格内Hf原子サイトの形成を促進し,活性点が増加するため高活性なHf-Betaが得られることを見出した.これまでに類似の共存アニオンの効果は報告されておらず,メタロシリケートゼオライトの合成に関するまったく新規な知見が得られただけでなく,これまでのフッ素を用いた合成において見過ごされてきた共存フッ素の効果について見直す転機となる可能性もある.

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

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 濃厚ゲルを用いたHf-Betaの短時間合成およびそのルイス酸触媒特性2020

    • 著者名/発表者名
      中村太一,大友亮一, 神谷裕一
    • 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] Short-term synthesis of Hf-Beta zeolite from dense precursor gel2020

    • 著者名/発表者名
      Taichi Nakamura, Ryoichi Otomo, Yuichi Kamiya
    • 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
  • [学会発表] Fluoride-mediated synthesis of highly active Hf -Beta for MPV reduction2019

    • 著者名/発表者名
      Taichi Nakamura, Ryoichi Otomo, Yuichi Kamiya
    • 学会等名
      17th Korea-Japan Symposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フッ素を添加してポスト合成したHf-Betaのルイス酸触媒特性2019

    • 著者名/発表者名
      中村太一,大友亮一, 神谷裕一
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フルフラール類の移動水素化に高活性を示すHf-Betaのポスト合成2019

    • 著者名/発表者名
      中村太一,大友亮一, 神谷裕一
    • 学会等名
      第124回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フッ素を使ったドライゲルコンバージョン法によるHf-Betaの合成とその触媒特性2019

    • 著者名/発表者名
      中村太一,大友亮一, 神谷裕一
    • 学会等名
      第35回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼオライト上への高活性Hfサイトの形成を促進する添加フッ素の効果2019

    • 著者名/発表者名
      大友亮一、中村太一、染谷巧、神谷裕一
    • 学会等名
      第123回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Hf含有ゼオライトベータのフッ素を用いるポスト合成2018

    • 著者名/発表者名
      大友亮一、染谷巧、中村太一、神谷裕一
    • 学会等名
      石油学会第67回研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Post-synthesis of Hf-Beta zeolite assisted by NH4F: a new insight into the formation of active Lewis acid sites for MPV reduction2018

    • 著者名/発表者名
      Otomo Ryoichi, Someya Takumi, Nakamura Taichi, Kamiya Yuichi
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Advancement and Prospect of Catalysis Science & Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フッ素を添加してポスト合成したHf-Betaの触媒特性2018

    • 著者名/発表者名
      中村太一、染谷巧、大友亮一、神谷裕一
    • 学会等名
      第34回ゼオライト研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオマス変換を指向した含酸素官能基の自在な変換を可能にする高活性固体酸触媒の開発2018

    • 著者名/発表者名
      大友亮一
    • 学会等名
      2018年度触媒学会北海道支部北見地区講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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