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層状ペロブスカイト型化合物を用いた酸塩基触媒活性を有する有機無機複合体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19K05147
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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
研究機関秋田大学

研究代表者

小笠原 正剛  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (40431613)

研究分担者 加藤 純雄  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (50233797)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードDion-Jacobson型層状ペロブスカイト / 有機無機複合体 / 層間架橋体 / インターカレート / 酸塩基両特性 / one-pot反応 / Knoevenagel反応 / 脱アセタール化反応 / 臨界ミセル濃度 / 塩基触媒 / 層状ペロブスカイト型化合物 / 塩基触媒活性 / インターカレーション / 固体酸 / 固体塩基
研究開始時の研究の概要

本研究では,ホスト化合物の化学特性とホスト-ゲスト間の相互作用による機能発現を組み合わせることで新規な酸塩基触媒を創製する.Nb系層状化合物は固体酸として機能することが数多く報告されている.また,第四級アンモニウムイオンを含む有機無機複合体が塩基触媒活性を示すことが明らかにされている.本研究ではこれらの機能発現に着目し,"酸と塩基"を独立に持ち多段階反応を進行させることが可能な触媒の調製を行う.

研究成果の概要

複数の機能を併せ持つ触媒の開発を目指して,ホスト化合物となる層状化合物とゲスト分子である有機種の化学組成や特徴を考慮して酸塩基両特性を有する有機無機複合体を調製した.有機種含有量の多い複合体は高い塩基触媒活性を示す傾向が見られた.また,層状化合物の化学組成は塩基点形成に影響を及ぼすことが分かり,ホスト-ゲストの組み合わせによっては少ない有機種含有量でも高い塩基触媒活性を示す複合体を得ることも出来た.有機無機複合体調製条件の検討により,酸塩基特性の制御に関する幾つかの基礎的な知見が得られた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

固体酸としてこれまで多くの研究が報告されている層状化合物群を出発原料のひとつとして,新たな機能の付与や自在な制御を目指した検討を行った.この複合体の出発原料と成り得る化合物は幅広く,最適な調製条件の探索を継続することでさらに高活性な触媒が得られると期待される.また,これまでの研究例を活用しながら新規な視点に基づく機能性材料を調製する手法を提案することが出来たと考えている.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Preparation of inorganic–organic composites as acid–base catalysts using HCa<sub>2</sub>Nb<sub>3−</sub><i><sub>x</sub></i>Ta<i><sub>x</sub></i>O<sub>10</sub> and quaternary onium salts2020

    • 著者名/発表者名
      OGASAWARA Masataka, BAN Takuto, SAITO Kanji, KATO Sumio
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 128 号: 1 ページ: 51-55

    • DOI

      10.2109/jcersj2.19119

    • NAID

      130007779340

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2020-01-01
    • 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
  • [学会発表] HLaNaNb3O10とオクチルトリメチルアンモニウム塩から調製した有機無機複合体の酸塩基触媒活性2024

    • 著者名/発表者名
      小笠原正剛, 平井佑市朗, 齊藤寛治, 加藤純雄
    • 学会等名
      第133回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Acid-base properties of organic-inorganic composite synthesized from HLaNaNb3O10 and quaternary ammonium salt2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hirai, Masataka Ogasawara, Kanji Saito, Sumio Kato
    • 学会等名
      International Symposium for the 80th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機無機複合体HLaNaNb3O10-(C8)2DMAの調製と塩基触媒活2023

    • 著者名/発表者名
      平井佑市朗,小笠原正剛,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      日本素材物性学会令和5年度年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] HLaNaNb3O10と第四級アンモニウムイオンからなる有機無機複合体の調製と塩基触媒活性2022

    • 著者名/発表者名
      小林航大,小笠原正剛,内田琉斗,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      小林航大,小笠原正剛,内田琉斗,齊藤寛治,加藤純雄
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of inorganic-organic composites as acid-base catalysts using layered perovskite type HCa2Nb3O10 and quaternary ammonium salt2022

    • 著者名/発表者名
      小笠原正剛
    • 学会等名
      令和4年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト型化合物HLaNaNb3O10を無機種とした有機無機複合体の調製2022

    • 著者名/発表者名
      小林航大,内田流斗,小笠原正剛,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      日本素材物性学会令和4年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] HCa2Nb3O10層間架橋体を無機種とした有機無機複合体の塩基触媒活性2022

    • 著者名/発表者名
      小笠原正剛,赤沼玲奈,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      日本素材物性学会令和4年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト型化合物K2NbO3Fを用いたメソ構造体のKnoevenagel反応による塩基触媒活性評価2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木涼介,小笠原正剛,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      令和3年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] HCa2-xLaxNb3-xTixO10から得られる有機無機複合体の塩基触媒活性2021

    • 著者名/発表者名
      小林航大,小笠原正剛,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      令和3年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of inorganic-organic composites as base catalysts using silica pillared-niobates and quaternary onium salts2021

    • 著者名/発表者名
      赤沼玲奈,清水芽依, 小笠原正剛, 齊藤寛治, 加藤純雄
    • 学会等名
      令和3年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 小笠原正剛,清水芽依,齋藤あすか,赤沼玲奈,齊藤寛治,加藤純雄2021

    • 著者名/発表者名
      HCa2Nb3O10層間架橋体を無機種とした有機無機複合体の調製
    • 学会等名
      日本素材物性学会令和3年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 層間架橋体を無機種とした有機無機複合体の調製と塩基触媒活性2020

    • 著者名/発表者名
      小笠原正剛,齋藤あすか,清水芽依,赤沼玲奈,齊藤寛治,加藤純雄
    • 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] 層間にジアルキルジメチルアンモニウムを含む有機無機複合体の酸塩基特性2020

    • 著者名/発表者名
      赤沼玲奈,小笠原正剛,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      第50回石油・石油化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] HCa2Nb3-xTaxO10-CnTMA複合体の調製と塩基触媒活性2020

    • 著者名/発表者名
      小笠原正剛,赤沼玲奈,伴拓人,齊藤寛治,加藤純雄
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] HCa2Nb3-xTaxO10を用いた有機無機複合体の調製と塩基触媒活性2019

    • 著者名/発表者名
      赤沼玲奈,伴拓人,小笠原正剛,齊藤寛治,加藤純雄
    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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