氷晶テンプレート法により作製したマイクロハニカム状モノリス体の高機能化

• 研究課題/領域番号: 21360384
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 向井 紳 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70243045)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2010年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2009年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
• キーワード: 新規反応場 / 構造体反応場 / 化学工学 / 反応・分離工学 / セラミックス / 環境技術 / 環境材料 / ゾルーゲル / 凍結乾燥 / 有機-無機ハイブリッド

研究概要

本研究では研究代表者らが開発した氷晶テンプレート法により作製したマイクロハニカム状モノリス体の複合化による高機能化を目指した。まずはÅオーダーからサブAmオーダーのサイズを有する活性種をモノリス体に固定化する技術を確立した。これらの技術を利用し、光触媒、液相用固体酸触媒、イオン交換体として利用でき、流体に対する抵抗が非常に低いモノリス体の製造に成功した。さらに有機-無機ハイブリッドを前駆体に用いることにより、高い耐熱性を有するモノリス体の製造にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Water Tolerant Solid Acid Catalyst with a Low Hydraulic Resistance Using the Ice Templating Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、村上一博、橋本昌俊、佐藤慶孝
  • 雑誌名: Chemical Engineering Transaction 巻: 24巻 ページ: 109-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembling of Nanoparticles Using Ice Crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、三谷一紘、村田真哉、西原洋知、田門肇
  • 雑誌名: Mat. Chem. Phys. 巻: 123巻 ページ: 347-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Strong Acid Ion Exchange Resin with a Monolithic Microhoneycomb Structure Using the Ice Templating Method (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、佐藤慶孝
  • 雑誌名: Ind. Eng. Chem. Res. 巻: 49巻 ページ: 10438-10441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studies on the Growth of Ice Crystal Templates during the Synthesis of a Monolithic Silica Microhoneycomb Using the Ice Templating Method (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、小野寺和房、山田泉
  • 雑誌名: Adsorption 巻: 17巻 ページ: 49-54
• [雑誌論文] Assembling of Nanoparticles Using Ice Crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、三谷一紘、村田真哉、西原洋知、田門肇
  • 雑誌名: Mat.Chem.Phys. 巻: 123 ページ: 347-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Strong Acid Ion Exchange Resin with a Monolithic Microhoneycomb Structure Using the Ice Templating Method (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、佐藤慶孝
  • 雑誌名: Ind.Eng.Chem.Res. 巻: 49 ページ: 10438-10441
  • 査読あり
• [学会発表] 氷晶テンプレート法による液相用固体酸触媒の低流体抵抗化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上一博、佐藤慶孝、荻野勲、向井紳
  • 学会等名: 第21回化学工学・粉体工学研究発表会
  • 発表場所: 登別グランドホテル、(登別市)
  • 年月日: 2012-01-27
• [学会発表] Monolithic Columns Having a Hierarchical Pore System of Micropores, Mesopores and Macropores Synthesized Using Ice Crystals as the Template (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳
  • 学会等名: NTTHU Joint Symposium
  • 発表場所: 電子科技大学、(成都市、中国)
  • 年月日: 2011-12-22
• [学会発表] Improvement of the Ammonia Recovery Ability of Magnesium Ammonium Phosphate through Morphology Controlling (2011)
  • 著者名/発表者名: 増田隆信、向井紳
  • 学会等名: The 9th International Conference on Separation Science and Technology
  • 発表場所: グランドホテル、(済州市、韓国)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] Tuning the Hierarchical Pore Structure of Silica Microhoneycombs Synthesized Using the Ice Templating Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、向井紳
  • 学会等名: The 9th International Conference on Separation Science and Technology
  • 発表場所: グランドホテル、(済州市、韓国)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] Synthesis of a Carbon Disk in which Short Micropores Are Directly Connected to Short and Straight Macropores Using the Ice Templating Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、野替誠弥、八尾恭彦、山田泉
  • 学会等名: The 9th International Conference on Separation Science and Technology
  • 発表場所: グランドホテル、(済州市、韓国)
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 氷晶テンプレート法によるスルホ基導入カーボンマイクロハニカムの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上一博、佐藤慶孝、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 氷晶テンプレート法を用いたナフィオン樹脂固定化シリカマイクロハニカムの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、村上一博、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] リン酸マグネシウムアンモニウムのモルフォロジー制御によるアンモニア回収能の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増田隆信、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] マイクロハニカム状多孔質アルミナの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村佳直、増田隆信、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 氷晶テンプレート法で作製した環境分析用濃縮デバイスの高性能化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤峻、江口愛子、阿保和貴、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 光触媒の立体成型による反応場の高次化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鷹觜泰平、江口愛子、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 氷晶テンプレート法によるマイクロハニカム状スチレン系イオン交換樹脂の創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 妹尾元基、佐藤慶孝、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、(名古屋市)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Development of a Porous Alumina Monolith with a Microhoneycomb Structure Using the Ice Templating Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 増田隆信、木村佳直、向井紳
  • 学会等名: EuropaCat X
  • 発表場所: グラスゴー大学、(グラスゴー市、イギリス)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Controlling the Porous Properties of Silica Microhoneycombs Including Nafion^[○!R] Nanoparticles Obtained through the Ice Templating Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、村上一博、向井紳
  • 学会等名: EuropaCat X
  • 発表場所: グラスゴー大学、(グラスゴー市、イギリス)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Synthesis of a Tubular Radial Flow Module Equipped with a Hierarchical Pore System (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、江口愛子、増田隆信、山田泉
  • 学会等名: EuropaCat X (招待講演)
  • 発表場所: グラスゴー大学、グラスゴー市、イギリス
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] Synthesis of a Tubular Radial Flow Module Equipped with a Hierarchical Pore System (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、江口愛子、増田隆信、山田泉
  • 学会等名: EuropaCat X
  • 発表場所: グラスゴー大学、(グラスゴー市、イギリス)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] 氷晶テンプレート法を用いた低流体抵抗ナフィオン樹脂固定化シリカの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、村上一博、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会札幌大会2011
  • 発表場所: 北海道大学、(札幌市)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] リン酸マグネシウムアンモニウムのマイクロ流路内固定化のための結晶成長制御法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、村上一博、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会札幌大会2011
  • 発表場所: 北海道大学、(札幌市)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Development of a Water Tolerant Solid Acid Catalyst with a Low Hydraulic Resistance Using the Ice Templating Method (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、村上一博、橋本昌俊、佐藤慶孝
  • 学会等名: The Tenth International Conference on Chemical & Process Engineering
  • 発表場所: Palazzo degli Affari、(フィレンツェ市、イタリア)
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] Performance of Silica Microhoneycombs Including Heteropoly Acids in Flow Systems (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、村上一博、佐藤慶孝
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2010
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター、ホノルル市、米国
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Synthesis of a Monolithic Microhoneycomb with a Low Hydraulic Resistance for the Efficient Recovery of Ammonia from Waste Water (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田隆信、山田泉、向井紳
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2010
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター、ホノルル市、米国
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] アルコールエージングと凍結操作を利用したシリカゲルのナノ構造制御法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿保和貴、向井紳
  • 学会等名: 第26回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: タワーホール船堀、東京都江戸川区
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] 水晶テンプレート法によるメタノール分析用シリンジ針型濃縮デバイスの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤峻、阿保和貴、佐藤慶孝、向井紳
  • 学会等名: 第26回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: タワーホール船堀、東京都江戸川区
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] 水晶テンプレート法を利用したマイクロバニカム構造を有する平板状多孔質炭素の新規製造法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野替誠弥、山田泉、向井紳
  • 学会等名: 第37回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 姫路市民会館、姫路市
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Synthesis of Monolithic Microhoneycombs Equipped with a Unique Hierarchical Pore System Using Ice Crystals as the Template (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳
  • 学会等名: The 4th Korea-China International Conference on Multi-functional Materials and Applications (招待講演)
  • 発表場所: ハンソ大学、ソサン市、韓国
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Synthesis of Monolithic Microhoneycombs Equipped with a Unique Hierarchical Pore System Using Ice Crystals as the Template (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳
  • 学会等名: The 4th Korea-China International Conference on Multi-functional Materials and Applications
  • 発表場所: ハンソ大学・ソサン市・韓国 招待講演
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] The Ice Templating Method : A Unique Method to Synthesize Monolithic Microhoneycombs Equipped with a Hierarchical Pore System of Micro/Mesopores and Macropores (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳
  • 学会等名: 9th Korea-Japan Symposium on Materials & Interfaces (招待講演)
  • 発表場所: オーシャンリゾート、ヨース市、韓国
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] The Ice Templating Method : A Unique Method to Synthesize Monolithic Microhoneycombs Equipped with a Hierarchical Pore System of Micro/Mesonores and Macronores (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳
  • 学会等名: 9th Korea-Japan Symposium on Materials & Interfaces
  • 発表場所: オーシャンリゾート、ヨース市、韓国 招待講演
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] ヘテロポリ酸包含シリカマイクロバニカムの流通系における利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上一博、佐藤慶孝、向井紳
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: ベルクラシック甲府、甲府市
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 水晶テンプレート法を利用したシリカ担持ナフィオン触媒の低流体抵抗化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、村上一博、向井紳
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: ベルクラシック甲府、甲府市
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] リン酸マグネシウムアンモニウムを用いた低流体抵抗アンモニア回収媒体の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田隆信、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学、京都市
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] 水晶テンプレート法を用いた強酸性イオン交換樹脂の低流体抵抗化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、村上一博、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学、京都市
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Properties of a Solid Acid Catalyst with a Monolithic Microhoneycomb Structure Synthesized Using the Ice Templating Method (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、村上一博、佐藤慶孝、橋本昌俊
  • 学会等名: 19th International Congress of Chemical and Process Engineering
  • 発表場所: コングレスホテルクラリオン、プラハ市、チエコ
  • 年月日: 2010-08-31
• [学会発表] Development of a Strong Acid Ion Exchange Resin with a Monolithic Microhonevcomb Structure Using the Ice Templating Method (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、佐藤慶孝
  • 学会等名: 21st International Symposium on Chemical Reaction Engineering
  • 発表場所: ローズフィラデルフィアホテル、フィラデルフィア市、米国
  • 年月日: 2010-06-14
• [学会発表] Synthesis of a Monolith for Efficient Ammonia Recovery from Dilute Sources through the Immobilization of Magnesium Ammonium Phosphate in Microchannels (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田隆信、向井紳
  • 学会等名: 21st International Symposium on Chemical Reaction Engineering
  • 発表場所: ローズフィラデルフィアホテル、フィラデルフィア市、米国
  • 年月日: 2010-06-14
• [学会発表] Studies on the Growth of Ice Crystal Templates during the Synthesis of a Monolithic Silica Microhoneycomb Usine the Ice Templating Method (2010)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、小野寺和房、山田泉
  • 学会等名: 10th International Conference on Fundamentals of Adsorption
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場、淡路市
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 氷晶テンプレート法を利用したマイクロハニカム構造を有するディスク状多孔質炭素の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野替誠弥、山田泉、向井紳
  • 学会等名: 第36回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館仙台市
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] 環境分析用メタノール吸着材に関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿保和貴、江口愛子、山田泉、向井紳
  • 学会等名: 第23回日本吸着学会研究表会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学豊橋市
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] マイクロ流路内in situ合成によるリン酸マグネシウムアンモニウムの分散固定化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 増田隆信、山田泉、向井紳
  • 学会等名: 第25回ゼオライト研究表会
  • 発表場所: 西日本総合展示場新館展示場北九州市
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 氷晶テンプレート法を利用したラジアルフロー誘導型モノリス体の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江口愛子、増田隆信、山田泉、向井紳
  • 学会等名: 第25回ゼオライト研究表会
  • 発表場所: 西日本総合展示場新館展示場北九州市
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 氷晶テンプレート法によるマイクロハニカム状強酸性イオン交換樹脂モノリス体の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶孝、山田泉、向井紳
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: シーガイヤ、宮崎市
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 氷晶テンプレート法で作製した微量環境物質濃縮デバイス用多孔質シリカの特性解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江口愛子、阿保和貴、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 冷媒上昇型氷晶テンプレート法によるマイクロハニカム状シリカモノリス体の製造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 八尾恭彦、村田真哉、山田泉、向井紳
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Structural Characteriaztion of Monolithic Silica Microhoneycombs Synthesized Using the Ice Templating Method (2009)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、小野寺和房、村田真哉、山田泉
  • 学会等名: Europacat 2009
  • 発表場所: サラマンカ大学、サラマンカ市、スペイン
  • 年月日: 2009-08-31
• [学会発表] Synthesis of a Monolithic Microhoneycomb from Zeolite Particles Using the Ice Template Method : Effect of the Si/AI Ratio of Zeolites (2009)
  • 著者名/発表者名: 村田真哉、橋本昌俊、山田泉、向井紳
  • 学会等名: Post Conference of the International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals
  • 発表場所: 洞爺湖万世閣ホテル洞爺湖町
  • 年月日: 2009-08-09
• [学会発表] Properties of Zeolite Monoliths Synthesized Using the Ice Template Method (2009)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、村田真哉、小野寺和房、橋本昌俊、山田泉
  • 学会等名: International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals(ZMPC2009)
  • 発表場所: 早稲田大学 東京都新宿区
  • 年月日: 2009-08-04
• [図書] AIDIC Conference Series (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳, 他
  • 出版者: Associazione Italiana di Ingegneria Chimica (AIDIC)
• [図書] AIDIC Conference Series, Volume 10 (2011)
  • 著者名/発表者名: 向井紳、村上一博、橋本昌俊、佐藤慶孝(分担執筆)
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: Associazione Italiana di Ingegneria Chimica (AIDIC)
• [図書] Handbook of Hydrogels : Properties, Preparation and Applications (Chapter 16) (2009)
  • 著者名/発表者名: 向井紳, 他
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [備考]
  • URL: http://mde-cp.eng.hokudai.ac.jp/index.html