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ゼオライトナノ空間内の触媒活性点の位置制御による高効率資源変換プロセスの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0136
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

横井 俊之  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00401125)

研究分担者 中坂 佑太  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30629548)
茂木 堯彦  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (30794515)
津野地 直  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (40758166)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2020年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードゼオライト
研究成果の概要

小細孔ゼオライトに的を絞り合成手法の多角化を進め、構造解析を詳細に実施するとともに、触媒評価にも取り組んだ。横井G、津野地Gにおいて異なる原料からのゼオライト合成手法、ゼオライト転換法によるCHA型ゼオライト合成手法を確立した。Dr. Uteによる構造解析より合成方法はAl原子の位置や状態に影響を及ぼしていること、MTO触媒性能も変わってくることを見出した。茂木Gでは同位体を用いた反応機構解析手法、ならびに過渡応答評価により反応機構解析を進め、触媒活性点の位置が反応機構に及ぼす影響を解明した。中坂Gではゼオライト触媒プロセスにおける結晶内拡散挙動に基づく活性点位置の検討も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

資源の有効利用、低環境負荷型化学品合成プロセスといったグリーンケミストリーならびに脱炭素化への関心が増している今日、ゼオライト触媒はキーとなるマテリアルである。ゼオライトナノ空間内の触媒活性点の原子レベルでの位置制御により、触媒性能の大幅な向上が可能であることを見出した。本成果は高効率資源変換プロセスの構築につなげ、化学産業の脱炭素化に寄与することができる。

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

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Zhejiang University/Dalian University of Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Johannes Gutenberg-Universit Mainz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Controlling hydrocarbon oligomerization in phosphorus-modified CHA zeolite for a long-lived methanol-to-olefin catalyst2021

    • 著者名/発表者名
      Tsunoji Nao、Osuga Ryota、Yasumoto Masumi、Yokoi Toshiyuki
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A: General

      巻: 620 ページ: 118176-118176

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2021.118176

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple templating strategy for the control of aluminum and phosphorus distributions in AFX zeolite2021

    • 著者名/発表者名
      Tsunoji Nao、Tsuchiya Kazuyoshi、Nakazawa Naoto、Inagaki Satoshi、Kubota Yoshihiro、Nishitoba Toshiki、Yokoi Toshiyuki、Ohnishi Takeshi、Ogura Masaru、Sadakane Masahiro、Sano Tsuneji
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 321 ページ: 111124-111124

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2021.111124

    • 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] Versatile phosphorus-structure-directing agent for direct preparation of novel metallosilicate zeolites with IFW-topology2021

    • 著者名/発表者名
      Simancas Raquel、Nishitoba Toshiki、Park Sungsik、Kondo Junko N.、Rey Fernando、Gies Hermann、Yokoi Toshiyuki
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 317 ページ: 111005-111005

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2021.111005

    • 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] Methanol‐to‐Olefins Reaction over Large‐Pore Zeolites: Impact of Pore Structure on Catalytic Performance2021

    • 著者名/発表者名
      Park Sungsik、Sato Gakuji、Osuga Ryota、Wang Yong、Kubota Yoshihiro、Kondo Junko N.、Gies Hermann、Tatsumi Takashi、Yokoi Toshiyuki
    • 雑誌名

      Chemie Ingenieur Technik

      巻: 93 号: 6 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1002/cite.202000174

    • 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] One-pot synthesis of highly active Fe-containing MWW zeolite catalyst: Elucidation of Fe species and its impact on catalytic performance2021

    • 著者名/発表者名
      Xiao Peipei、Wang Yong、Osuga Ryota、Kondo Junko N.、Yokoi Toshiyuki
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 32 号: 4 ページ: 1070-1080

    • DOI

      10.1016/j.apt.2021.02.014

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on 31P NMR chemical shifts of phosphorus-modified CHA zeolites2020

    • 著者名/発表者名
      Zhao Pei、Boekfa Bundet、Nishitoba Toshiki、Tsunoji Nao、Sano Tsuneji、Yokoi Toshiyuki、Ogura Masaru、Ehara Masahiro
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 294 ページ: 109908-109908

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2019.109908

    • 関連する報告書
      2019 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] Effect of Zeolite Topology on Cu Active Site Formation for NO Direct Decomposition2019

    • 著者名/発表者名
      Ohata Yusuke、Nishitoba Toshiki、Yokoi Toshiyuki、Moteki Takahiko、Ogura Masaru
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 号: 12 ページ: 1935-1944

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190216

    • NAID

      130007761379

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Ga-containing CON-type material and its catalytic performance in methanol-to-olefins reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Park Sungsik、Sato Gakuji、Nishitoba Toshiki、Kondo Junko N.、Yokoi Toshiyuki
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 0000 ページ: 0000-0000

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2019.12.008

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] IR observation of activated ether species on acidic OH groups on H-ZSM-5 zeolites2019

    • 著者名/発表者名
      Osuga Ryota、Yokoi Toshiyuki、Kondo Junko N.
    • 雑誌名

      Molecular Catalysis

      巻: 477 ページ: 110535-110535

    • DOI

      10.1016/j.mcat.2019.110535

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Ti Distribution in Zeolite Framework Based on the Catalytic Activity for Alkene Epoxidation2019

    • 著者名/発表者名
      Ji Xinyi、Wang Yunan、Fujii Tsubasa、Otomo Ryoichi、Kondo Junko N.、Yokoi Toshiyuki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 9 ページ: 1130-1133

    • DOI

      10.1246/cl.190387

    • NAID

      130007703027

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transformation synthesis of aluminosilicate SSZ-39 zeolite from ZSM-5 and beta zeolite2019

    • 著者名/発表者名
      Xu Hao、Chen Wei、Wu Qinming、Lei Chi、Zhang Juan、Han Shichao、Zhang Ling、Zhu Qiuyan、Meng Xiangju、Dai Daniel、Maurer Stefan、Parvulescu Andrei-Nicolae、M?ller Ulrich、Zhang Weiping、Yokoi Toshiyuki、Bao Xinhe、Marler Bernd、De Vos Dirk E.、Kolb Ute、Zheng Anmin、Xiao Feng-Shou
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 7 号: 9 ページ: 4420-4425

    • DOI

      10.1039/c9ta00174c

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Investigation of the cation vibration of zeolites for understanding the confinement effect by using in-situ far-IR system2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Osuga, Toshiyuki Yokoi, Junko N. Kondo
    • 学会等名
      The 8th Asia Pacific Congress 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] Oxidative coupling of methane over metal-containing zeolites2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kunitake, K. Sago, R. Osuga, J. N. Kondo, M. Yabushita, A. Muramatsu, T. Yokoi
    • 学会等名
      The 8th Asia Pacific Congress 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] Development of Zeolite Catalysis for Selective Production of Light Olefins2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Yokoi
    • 学会等名
      ETH/ICAT joint symposium on catalysis
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] LTL型ゼオライトを出発原料としたゼオライト合成と触媒応用2019

    • 著者名/発表者名
      西鳥羽俊貴, 野崎拓弥, 朴成植, 野 村淳子, 横井俊之
    • 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] 小細孔ゼオライトの骨格構造が MTO 反応活性に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      西鳥羽俊貴, 野崎拓弥,朴成植, 野 村淳子, 横井俊之
    • 学会等名
      第49回石油・石油化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Symposium on Porous Materials 20192019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-10-12   更新日: 2022-01-27  

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