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構造規定剤のアンサンブルテンプレーティングによるゼオライトの新規構造制御法の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K14053
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
研究機関東京大学

研究代表者

伊與木 健太  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (50782174)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードゼオライト / 水熱合成 / 耐久性 / 分子間相互作用 / 添加剤 / 協奏的相互作用 / 晶析 / 効率合成 / 有機ー無機相互作用 / 核生成 / 高耐久 / 有機構造規定剤
研究成果の概要

結晶性の無機多孔質材料であるゼオライトは、触媒や吸着材、イオン交換材などとして広く用いられている重要な材料である。本研究では、シンプルな分子やイオンが協奏的に集合した状態を効果的に用いることによるゼオライト合成や高機能化処理法の開発 (新概念“アンサンブルテンプレーティング”と定義) とそのメカニズム解明により、単独分子にはない集合状態制御による高度なゼオライトの制御技術として展開可能であることを示した。具体的には、これまで合成コストが高い、有害な物質を必要とするなどに問題があったゼオライト合成法の改良や、後処理法により超高耐久ゼオライトの創出などを達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境問題やエネルギー問題の解決に向けて、ゼオライトは有害物質や温室効果ガスの除去、これらの無害化、さらには有用物質への変換といったプロセスにおいて重要な役割を担っている。これまでに多くの研究がなされているが、一方で実用化への障害となる高コストや有害な原料などとった課題も多く残されていた。本研究の成果は、これに一石を投じ、シンプルな分子やイオンを適切に使いこなすことでこれまでにない合成法や高機能化手法が可能であることを示した。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 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 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Reduction of crystal size of silicalite-1 synthesized in fluoride-containing media via multi-stage heating with intermediate stirring2022

    • 著者名/発表者名
      IYOKI Kenta、ONISHI Takako、ANDO Mariko、SUKENAGA Sohei、SHIBATA Hiroyuki、OKUBO Tatsuya、WAKIHARA Toru
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 130 号: 1 ページ: 187-194

    • DOI

      10.2109/jcersj2.21139

    • NAID

      130008139217

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2022-01-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Synthesis of Hydrothermally Stable ZSM-5 in the Presence of 1-Butanol2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Tatsushi、Liu Zhendong、Iyoki Kenta、Sano Tsuneji、Ando Mariko、Sukenaga Sohei、Shibata Hiroyuki、Okubo Tatsuya、Wakihara Toru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 9 ページ: 1006-1008

    • DOI

      10.1246/cl.200201

    • NAID

      130007897091

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward Efficient Synthesis of Chiral Zeolites: A Rational Strategy for Fluoride‐Free Synthesis of STW‐Type Zeolite2020

    • 著者名/発表者名
      Shinno Yuki、Iyoki Kenta、Ohara Koji、Yanaba Yutaka、Naraki Yusuke、Okubo Tatsuya、Wakihara Toru
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 45 ページ: 20099-20103

    • DOI

      10.1002/anie.202008233

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extremely Stable Zeolites Developed via Designed Liquid-Mediated Treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Kenta Iyoki, Kakeru Kikumasa, Takako Onishi, Yasuo Yonezawa, Anand Chokkalingam, Yutaka Yanaba, Taiji Matsumoto, Ryota Osuga, Shanmugam P. Elangovan, Junko N. Kondo, Akira Endo, Tatsuya Okubo, and Toru Wakihara
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 142 号: 8 ページ: 3931-3938

    • DOI

      10.1021/jacs.9b12709

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zeolite Crystallization Triggered by Intermediate Stirring2019

    • 著者名/発表者名
      Ching-Tien Chen, Kenta Iyoki, Hiroki Yamada, Sohei Sukenaga, Mariko Ando, Hiroyuki Shibata, Koji Ohara, Toru Wakihara, and Tatsuya Okubo
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 123 号: 33 ページ: 20304-20313

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b04778

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crucial Factors for Seed-Directed Synthesis of CON-type Aluminoborosilicate Zeolites Using Tetraethylammonium2019

    • 著者名/発表者名
      Sibel Sogukkanli, Koki Muraoka, Kenta Iyoki, Shanmugam P. Elangovan, Yutaka Yanaba, Watcharop Chaikittisilp, Toru Wakihara, and Tatsuya Okubo
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des

      巻: 19 号: 9 ページ: 5283-5291

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.9b00724

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rational Synthesis and Stability Improvement of Zeolites2021

    • 著者名/発表者名
      Kenta Iyoki
    • 学会等名
      International Conference on Materials Science and Engineering 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液相を媒介した協奏的相互作用によるゼオライトの超高耐久化技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      伊與木健太
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フッ化物を用いないSTW型ゼオライトの合成2020

    • 著者名/発表者名
      新納 裕樹・伊與木 健太・楢木 祐介・大久保 達也・脇原 徹
    • 学会等名
      セラミックス協会 第33回 秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 共沈法により調製した非晶質アルミノシリケートのイオン交換特性2020

    • 著者名/発表者名
      引地 直道・伊與木 健太・大久保 達也・脇原 徹
    • 学会等名
      セラミックス協会 第33回 秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子径制御を目的としたフッ化物添加条件下におけるシリカライトー1の多段階合成2020

    • 著者名/発表者名
      大西貴子・伊與木健太 ・大久保達也・脇原徹
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子径制御を目的としたフッ化物添加条件下におけるシリカライトー1の多段階合成2020

    • 著者名/発表者名
      大西貴子・伊與木健太 ・大久保達也・脇原徹
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ZSM-5ゼオライトの水熱合成における超音波の影響2020

    • 著者名/発表者名
      陳 靖天・ 伊與木 健太 ・大久保 達也・脇原 徹
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 効率的なゼオライト合成2019

    • 著者名/発表者名
      伊與木健太
    • 学会等名
      材料化学システム工学討論会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 効率的なゼオライト合成2019

    • 著者名/発表者名
      伊與木健太
    • 学会等名
      第9回九州若手セラミックフォーラム(KYCF-9) & 第49回窯業基礎九州懇話会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extremely Stable Zeolites Developed via Liquid-Mediated Self-Defect-Healing2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta IYOKI, Kakeru KIKUMASA, Takako ONISHI, Yasuo YONEZAWA, Anand CHOKKALINGAM, Tatsuya OKUBO, and Toru WAKIHARA
    • 学会等名
      International Symposium on Porous Materials 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Hydrothermal Stability of Zeolites2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta IYOKI, Kakeru KIKUMASA, Takako ONISHI, Yasuo YONEZAWA, Anand CHOKKALINGAM, Tatsuya OKUBO, and Toru WAKIHARA
    • 学会等名
      APCChE2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 途中撹拌により誘発されるモルデナイトの結晶化2019

    • 著者名/発表者名
      陳 靖天・伊與木 健太 ・脇原 徹・大久保 達也
    • 学会等名
      第84回化学工学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 合理的なゼオライト合成2018

    • 著者名/発表者名
      伊與木健太
    • 学会等名
      第25回規則性多孔体セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Inducing the Crystallization of Mordenite by an Intermediate Stirring Method2018

    • 著者名/発表者名
      Ching-Tien Chen, Kenta Iyoki , Toru Wakihara, Tatsuya Okubo
    • 学会等名
      KOREA-JAPAN SYMPOSIUM ON MATERIALS AND INTERFACES
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seed-directed Synthesis of Multipore Zeolites: Replacement of Complex Organic Structure-Directing Agents to Simple Tetraalkylammonium2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Iyoki, Sibel Sogukkanli, Toru Wakihara, Yoshihiro Kubota, Tatsuya Okubo
    • 学会等名
      ZMPC2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Seed-Directed Synthesis of Zincoaluminosilicate MSE-type Zeolites Using a Simple Organic Structure-Directing Agent2018

    • 著者名/発表者名
      Sibel Sogukkanli, Kenta Iyoki, Shanmugam P. Elangovan1, Keiji Itabashi, Yoshihiro Kubota, Masaru Ogura, Tatsuya Okubo
    • 学会等名
      ZMPC2018
    • 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: 2023-01-30  

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