| 研究課題/領域番号 |
19K22075
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
増田 隆夫 北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (20165715)
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| 研究分担者 |
吉川 琢也 北海道大学, 工学研究院, 助教 (20713267)
中坂 佑太 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30629548)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 化学工学 / ゼオライト / 錯体 / 反応工学 / 触媒反応 / クラスター / メタロシリケート / 鉄クラスター / 鉄錯体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はゼオライト構造を有するメタロシリケートのナノ空間およびその細孔表面の制御性を活用し、ナノ空間に遷移金属クラスターあるいは遷移金属と有機配位子から成る錯体を形成させた新しい構造体創成に挑む。メタロシリケートの細孔表面と細孔構造の特性がもたらす金属クラスターおよび金属錯体の形態・安定性制御の達成により新しい触媒反応プロセス開発への指針が得られると期待される。
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| 研究成果の概要 |
ゼオライト骨格を有するフェリシリケートの細孔表面特性を活用し、そのナノ空間内への活性種の固定化に挑戦した。MFI型、*BEA型のフェリシリケートおよびY型のフェロアルミノシリケートの調製を行い、その細孔内にFeイオンと2,2-ビピリジンを導入することで錯体を形成させた。フェリシリケートの細孔内で形成した錯体の状態はゼオライトの細孔内にて形成した錯体の状態とは異なることを明らかにした。Y型のフェロアルミノシリケート細孔内に錯体を形成した触媒を液相中におけるベンゼンからのフェノール合成に応用した。本触媒は、Y型ゼオライト細孔内に錯体形成した触媒に比べて高いTON値を示し高活性化が実現できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究はゼオライト構造を有するフェリシリケートのナノ空間と表面の特性を活用しながら、原子レベルで制御した活性種の性能を高レベルで維持しながらも物理的・化学的な安定性を有する次世代触媒を創成しようと挑戦している。得られた技術を鉄に限らず様々な遷移金属へ応用することで、貴金属代替だけでなく、これまでにない新奇な触媒性能の発現可能性が高まると期待される。エネルギー資源、鉱物資源の多くを輸入に頼っている本国において、限られた資源の中で高機能化触媒創成にチャレンジすることは将来的な資源政策の点でも重要な意義があると考えている。
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