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ベンゼン及び炭化水素類の高選択酸化反応を実現する担持レニウムクラスター触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20686055
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関分子科学研究所

研究代表者

唯 美津木  分子科学研究所, 准教授 (70396810)

研究期間 (年度) 2008 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2010年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2009年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2008年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワードレニウム / 酸化物 / クラスター / 担持触媒 / 固定化触媒 / 選択酸化 / 炭化水素 / 構造解析 / XAFS / 反応機構 / フェノール / 固体触媒 / ゼオライト
研究概要

本研究の目的は、ゼオライトに担持したレニウム系触媒の選択酸化触媒の開発と同時に、表面に担持された触媒活性金属構造を各種分光法を用いて解析し、触媒調製過程、定常触媒反応過程などにおける触媒活性金属種のダイナミックな構造変化や触媒反応機構、触媒活性構造の速度論を見出すことで、レニウム種や担持金属活性種の働きを理解することを目的としている。そして、新しい触媒開発と並行して、触媒の活性構造や表面での現象を明らかにすることを目指している。本年度は、HZSM-5ゼオライトに担持したレニウム触媒のベンゼンの選択酸化反応過程、及び酸素による触媒活性還元レニウム種の酸化過程におけるin-situ時間分解XAFSの解析を行い、酸化反応雰囲気下における担持レニウム触媒のダイナミックな構造変化とその構造速度論を明らかにした。
また、アンモニアを用いたベンゼンからのフェノール合成に触媒活性を示すZSM-5ゼオライトに担持したレニウム触媒に、第2成分として白金などの貴金属種を加えた担持レニウム系合金触媒について、粉末X線結晶構造解析、Re LIII及びPt LIII端におけるX線吸収微細構造スペクトルの解析を行い、触媒焼成直後、アンモニアによる処理後、定常触媒反応後などの異なるステージにおける担持レニウム種及び白金種の構造の違いを検討した。また、新しく見つかった一酸化二窒素によるベンゼンの選択酸化反応に活性を示す金硫化物ZSM-5ゼオライト担持触媒についても、粉末X線結晶構造解析、拡散反射紫外可視分光スペクトルの解析を行い、触媒調製時の焼成温度やベンゼンと一酸化二窒素との定常反応後の触媒の構造の違い、及び硫化物の有無による違いを検討した。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (24件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Selective Oxidation Catalysis on Rhenium-Oxide Catalysts2011

    • 著者名/発表者名
      M.Tada
    • 雑誌名

      RSC SPR Catalysis

      巻: 23 ページ: 316-349

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ Time-Resolved DXAFS for the Determination of Kinetics of Structural Changes of H-ZSM-5-Supported Active Re-Cluster Catalyst in the Direct Phenyl Synthesis from Benzene and O22010

    • 著者名/発表者名
      M.Tada, Y.Uemura, R.Bal, Y.Inada, M.Nomura, Y.Iwasawa
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 12 ページ: 5701-5706

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-Mediated Design and Catalytic Properties of Active Metal Complexes for Advanced Catalysis Creation2010

    • 著者名/発表者名
      M.Tada
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn.

      巻: 83 ページ: 855-876

    • NAID

      10021083036

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ Time-resolved DXAFS for Structural Kinetics of an Active Re-Cluster Catalyst for Direct Phenol Synthesis from Benzene and O22010

    • 著者名/発表者名
      M.Tada, Y.Uemura, R.Bal, Y.Inada, M.Nomura, Y.Iwasawa
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys. (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェノール直接合成触媒の開発-CO2排出量削減に取り組む化学関連製品・技術2010

    • 著者名/発表者名
      唯美津木, 岩澤康裕
    • 雑誌名

      化学経済 1

      ページ: 85-89

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Density Functional Theory Study on the Re Cluster/HZSM-5 Catalysis for Direct Phenol Synthesis from Benzene and Molecular Oxygen : Active Re Structure and Reaction Mechanism2009

    • 著者名/発表者名
      T.Sasaki, M.Tada, Y.Iwasawa
    • 雑誌名

      Topics Catal. 52

      ページ: 880-887

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 時間分解XAFS法による触媒表面の動的構造解析と触媒構造速度論2009

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 雑誌名

      表面科学 30

      ページ: 75-83

    • NAID

      10024945165

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 担持Re触媒を用いたベンゼンと酸素からのフェノール直接合成反応2009

    • 著者名/発表者名
      唯美津木, 岩澤康裕
    • 雑誌名

      有機合成化学会誌 67

      ページ: 643-650

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density Functional Theory Study on the Re Cluster / HZSM-5 Catalysis for Direct Phenol Synthesis from Benzene and Molecular Oxygen : Active Re Structure and Reaction Mechanism

    • 著者名/発表者名
      T. Sasaki, M. Tada, Y. Iwasawa
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] In-situ 時間分解XAFSによる固体触媒の動的構造解析2010

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      東京(東京農工大)
    • 年月日
      2010-03-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] In-situ Time-Resolved XAFS Study for Heterogeneous Catalysis2010

    • 著者名/発表者名
      M.Tada
    • 学会等名
      The 5^<th> Asia-Oceania Forum for Synchrotron Radiation Research
    • 発表場所
      浦項(韓国)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Advanced Design of Supported Metal-complex Catalysts for Selective Oxidation Catalysis2010

    • 著者名/発表者名
      M.Tada
    • 学会等名
      1st International Conference on Molecular and Functional Catalysis
    • 発表場所
      シンガポール(シンガポール)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Direct Phenol Synthesis from Benzene and Oxygen on Supported Re-Pt Catalysts2010

    • 著者名/発表者名
      M.Tada
    • 学会等名
      RSC-CSJ Joint Symposium
    • 発表場所
      ロンドン(英国)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Direct Phenol Synthesis from Benzene and O2 on Re-Pt/ZSM-5 Catalysts2010

    • 著者名/発表者名
      M.Tada, L.Wang, S.Marwadkar, S.Nagamatsu, Y.Iwasawa
    • 学会等名
      6^<th> TOCAT/APCAT
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] In-situ 時分割XAFSによる触媒構造のリアルタイム解析2009

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      第38回未踏科学を探る会(電気化学会関東支部)
    • 発表場所
      東京(東京理科大)
    • 年月日
      2009-10-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Advanced Catalyst Design and In-situ Time-resolved Characterization of Metal-complex Catalysts at Surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      M.Tada
    • 学会等名
      Surface Science and Catalysis Seminar at UC Berkeley
    • 発表場所
      米国、バークレー
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高機能実触媒反応時のリアルタイム構造解析2009

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      第1回レーザー学会専門委員会
    • 発表場所
      岡崎(分子研)
    • 年月日
      2009-04-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 学術から実用につながる新触媒の開発へ!!-触媒表面の分子レベル設計と実触媒のXAFS解析-2009

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      化学技術戦略推進機構講演会
    • 発表場所
      東京(JCII)
    • 年月日
      2009-04-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Direct Phenol Synthesis from Benzene and O_2 on Novel Re Catalysts with Tremendous Performances2009

    • 著者名/発表者名
      M. Tada
    • 学会等名
      第89回日本化学会アジア国際シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学(船橋)
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 分子状酸素によるベンゼンからの直接フェノール合成 : 高活性ZSM-5担持Re-Ptクラスター触媒の調製2009

    • 著者名/発表者名
      王林勝, 唯美津木, 岩澤康裕
    • 学会等名
      第89回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      日本大学(船橋)
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Novel Molecularly-Organized Catalysts for Selective Oxidation and Reforming2009

    • 著者名/発表者名
      M. Tada
    • 学会等名
      237^<th> ACS National Meeting
    • 発表場所
      Salt Lake City (USA)
    • 年月日
      2009-03-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 担持Re触媒を用いたベンゼン直接酸化によるフェノール一段合成2009

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      触媒学会高難度選択酸化反応研究会ワークショップ
    • 発表場所
      宇部興産葉山寮(逗子)
    • 年月日
      2009-01-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] HZSM-5中に固定化したReクラスターのベンゼン酸化-フェノール生成反応の活性構造と反応機構2009

    • 著者名/発表者名
      佐々木岳彦, 唯美津木, 岩澤康裕
    • 学会等名
      第12回理論化学討論会
    • 発表場所
      東京(東京大学)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 分子状酸素によるベンゼン酸素からの直接フェノール合成:高活性ZSM-5担持Re-Pt触媒の調製とキャラクタリゼーション2009

    • 著者名/発表者名
      王林勝, 唯美津木, S.Marwadkar, 永松伸一, 岩澤康裕
    • 学会等名
      第104回触媒討論会
    • 発表場所
      宮崎(宮崎大学)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 分子機能のリアルタイム構造解析2009

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      第59回錯体化学討論会
    • 発表場所
      長崎(長崎大学)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライト担持Re触媒によるベンゼン酸化によるフェノール直接合成2008

    • 著者名/発表者名
      唯美津木, 岩澤康裕
    • 学会等名
      第41回酸化反応討論会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2008-11-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] SiO_2-Supported Coordinatively-Unsaturated Ru-Complex Catalysts Highly Active for Selective Oxidation Using O_22008

    • 著者名/発表者名
      M. Tada
    • 学会等名
      7^<th> China-Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2008-10-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 担持Re触媒によるベンゼンからのフェノール直接合成2008

    • 著者名/発表者名
      唯美津木
    • 学会等名
      第102回触媒討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2008-09-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Active Structure and Dynamic Mechanism for Direct Phenol Synthesis from Benzene and O_2 on a Novel Re_<10>(N)_2-Cluster / HZSM-5 Catalyst2008

    • 著者名/発表者名
      M. Tada
    • 学会等名
      14^<th> International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2008-07-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Novel Molecularly-Organized Materials for O_2 Activation in Catalysis2008

    • 著者名/発表者名
      M. Tada
    • 学会等名
      2008 Gordon Research Conference on Catalysis
    • 発表場所
      New London (USA)
    • 年月日
      2008-06-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Re-Pt触媒によるフェノール合成反応の高選択反応機構の密度汎関数法による研究

    • 著者名/発表者名
      佐々木岳彦, 唯美津木, 永松伸一, 王林勝, S.Marwadkar, 岩澤康裕
    • 学会等名
      第91回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      (開催中止 予稿集発表を持って、発表扱い)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸素と水素を用いたベンゼンハイドロキシレーションによるフェノール直接合成用金属硫化物ナノ粒子触媒

    • 著者名/発表者名
      S.Marwadkar, 唯美津木, 永松伸一, 山本貞明, 岩澤康裕
    • 学会等名
      第91回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      (開催中止 予稿集発表を持って、発表扱い)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Re-Mクラスター/ゼオライト触媒(M:Pt,Pd etc)を用いた分子状酸素によるベンゼンからのフェノール合成

    • 著者名/発表者名
      王林勝, 唯美津木, 佐々木岳彦, 永松伸一, 岩澤康裕
    • 学会等名
      第91回日本化学会春季年会
    • 発表場所
      (開催中止 予稿集発表を持って、発表扱い)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Modern Heterogeneous Oxidation Catalysis2009

    • 著者名/発表者名
      M.Tada, Y.Iwasawa
    • 総ページ数
      33
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Recent Development in Heterogeneous Oxidation Catalysis

    • 著者名/発表者名
      M. Tada, Y. Iwasawa
    • 出版者
      Wiley VCH(印刷中)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] フェノール製造用触媒の製造方法および該触媒を用いたフェノールの製造方法2009

    • 発明者名
      唯美津木, 岩澤康裕, 王林勝, 及川隆
    • 権利者名
      唯美津木, 岩澤康裕, 王林勝, 及川隆
    • 産業財産権番号
      2009-055354
    • 出願年月日
      2009-03-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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