| 研究課題/領域番号 |
19K05154
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 北九州市立大学 |
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研究代表者 |
今井 裕之 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (70514610)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ゼオライト / 単核サイト / 脱水素反応 / 脱水素環化 / 金属複合体 / アルカン / 遷移金属元素 / 貴金属 / ブタン / 貴金属元素 / 金属サイト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ゼオライト骨格に導入した金属は、通常の金属化合物と異なる機能を示すと考えられる。本研究では、様々な酸化数を示す遷移金属類で単核サイトをゼオライト骨格中に構築し、さらに、単核サイトの特異な反応性を利用して、単核サイトと異種金属の複合体を合成する。そして、複数の機能が必要となる1,3-ブタジエン合成に応用して触媒機能を解明することで、電荷や酸塩基性を制御した新奇な複合機能を持つゼオライト触媒の開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，金属元素をゼオライト中に単原子状に高分散させることで，特異な反応特性を持つ触媒の開発を目的とした。亜鉛を単原子状に高分散させたゼオライトの合成手法を開発した。亜鉛含有ゼオライトに白金を複合させた触媒は，アルカンの脱水素および脱水素環化に高い反応活性を示した。さらに，本開発触媒では，炭化水素の骨格変換，分解，重合を抑制でき，原料アルカンの炭素数を維持したままオレフィンや芳香族化合物を選択的に合成できることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，金属元素を単原子状でゼオライト中に導入する手法を開発した。この手法により，ゼオライト中への導入が困難な遷移金属類を，直接かつ高含有量でも導入でき，また，多様な金属元素に適用できることから，遷移金属類由来の特異な物性をゼオライトに付与できるようになった。特に，開発ゼオライトに貴金属を複合させることで，炭化水素の炭素数を保持したまま，選択的に脱水素・脱水素環化を起こせることから，様々な炭素資源を対象として，炭素の無駄がなく，化学品原料への高付加価値化の達成が期待される。
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