単分散球状シリカナノ粒子の組織化による規則性ナノ構造体の創製と応用

• 研究課題/領域番号: 21685024
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 横井 俊之 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (00401125)
• 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: 28,210千円 (直接経費: 21,700千円、間接経費: 6,510千円); 2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2010年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2009年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
• キーワード: ナノ材料 / 触媒・化学プロセス / 単分散シリカナノ粒子 / メソポーラスシリカ / 単分散シリカ粒子

研究概要

「単分散球状シリカナノ粒子」を基盤に、(1)単分散球状シリカナノ粒子、(2)成分の多様化と機能の発現、(3)球状メソ多孔質シリカナノ粒子、(4)規則性シリカナノ粒子薄膜、(5)ゼオライト合成の5つのパートに分けて実施し、機能性規則性ナノ構造体の創製に取り組んだ。その結果、単分散シリカナノ粒子のサイズを600nmまで拡大することに成功した。このシリカ粒子コロイド結晶を鋳型にしたカーボンレプリカの作製ならびに非シリカ系酸化物の調製に成功した。シリカナノ粒子の合成系に界面活性剤を添加することにより、上述したシリカナノ粒子自身に直径2nm程度のメソ細孔を構築することに成功し、さらにシリル化することにより疎水性の向上、触媒性能の向上を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of RTH-type zeolites with the amount and/or kind of organic structure-directing agents(OSDA): Are OSDAs indispensable for the crystallization? (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshioka, T. Yokoi, M. Liu, H. Imai, S. Inagaki, T. Tatsumi
  • 雑誌名: Microporous Mesoporous Mater 巻: 153 ページ: 70-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses and Applications of Well-ordered Porous Silicas by using Anionic Surfactants and Basic Amino Acids (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoi
  • 雑誌名: J. Jpn. Petrol. Inst 巻: 55 ページ: 13-26
  • NAID: 10030603102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel titania hollow nanospheres of size 28±1 nm using soft-templates and their application for lithium-ion rechargeable batteries (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sasidharan, K. Nakashima, N. M. Sasidharan, K. Nakashima, N. Gunawardhana, T. Yokoi, M. Inoue, S. Yusa, M. Yoshio, T. Tatsumi
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 47 ページ: 6921-6923
  • 査読あり
• [雑誌論文] The influence of acidities of boron-and aluminium-containing MFI zeolites on co-reaction of methanol and ethene (2011)
  • 著者名/発表者名: Q. Zhu, J. N. Kondo, T. Yokoi, T. Setoyama, M. Yamaguchi, T. Takewaki, K. Domen, T. Tatsumi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 13 ページ: 14598-14605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile control of crystallite size of ZSM-5 catalyst for cracking of hexane (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Mochizuki, T. Yokoi, H. Imai, R. Watanabe, S. Namba, J. N. Kondo, T. Tatsumi
  • 雑誌名: Microporous Mesoporous Mater 巻: 145 ページ: 165-171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulfonic acid-functionalized platelet SBA-15 materials as efficient catalysts for biodiesel synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: S.-Y. Chen, T. Yokoi, C.-Y. Tang, L.-Y. Jang, T. Tatsumi, J. C. C. Chan, S. Cheng
  • 雑誌名: Green Chem 巻: 13 ページ: 2920-2930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Usefulness of alkoxyltitanosiloxane for the preparation of mesoporous silica containing a large amount of isolated titanium (2011)
  • 著者名/発表者名: K.-M. Choi, R. Wakabayashi, T. Tatsumi, T. Yokoi, and K. Kuroda
  • 雑誌名: J. Colloid Interface Sci 巻: 359 ページ: 240-247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extension of Size of Monodisperse Silica Nanospheres and their Well-ordered Assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Watanabe, T. Yokoi, E. Kobayashi, Y. Otsuka, A. Shimojima, T. Okubo and T. Tatsumi
  • 雑誌名: J. Colloid Interface Sci 巻: 360 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Phase Synthesis of Monodisperse Silica Nanospheres with Amines or Ammonia Catalyst and Their Controlled Self-Assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Wang, A. Sugawara-Narutaki, M. Fukao, T. Yokoi, A. Shimojima, T. Okubo
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 3(5) ページ: 1538-1544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Chiral Mesoporous Materials with Helicity Perfectly Controlled (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoi, K. Ogawa, D. Lu, J. N. Kondo, Y. Kubota, T. Tatsumi
  • 雑誌名: Chem. Mater 巻: 23 ページ: 2014-2016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel titania hollow nanospheres of size 28 ± 1 nm using soft-templates and their application for lithium-ion rechargeable batte (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Sasidharan, K.Nakashima, N.Gunawardhana, T.Yokoi, M.Inoue, S.Yusa, M.Yoshio, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: 47 ページ: 6921-6923
  • 査読あり
• [雑誌論文] The influence of acidities of boron- and aluminium-containing MFI zeolites on co-reaction of methanol and ethene (2011)
  • 著者名/発表者名: Q.Zhu, J.N.Kondo, T.Yokoi, T.Setoyama, M.Yamaguchi, T.Takewaki, K.Domen, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 巻: 13 ページ: 14598-14605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile control of crystallite size of ZSM-5 catalyst for cracking of hexane (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Mochizuki, T.Yokoi, H.Imai, R.Watanabe, S.Namba, J.N.Kondo, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Microporous Mesoporous.Mater. 巻: 145 ページ: 165-171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulfonic acid-functionalized platelet SBA-15 materials as efficient catalysts for biodiesel synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: S.-Y.Chen, T.Yokoi, C.-Y.Tang, L.-Y.Jang, T.Tatsumi, J.C.C.Chan, S.Cheng
  • 雑誌名: Green Chem. 巻: 13 ページ: 2920-2930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Usefulness of alkoxyltitanosiloxane for the preparation of mesoporous silica containing a large amount of isolated titanium (2011)
  • 著者名/発表者名: K.-M.Choi, R.Wakabayashi, T.Tatsumi, T.Yokoi, K.Kuroda
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci 巻: 359 号: 1 ページ: 240-247
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2011.03.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of catalytic properties of interlayer-expanded zeolite Al-MWW via the control of interlayer silylation conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Inagaki, H.Imai, S.Tsujiuchi, H.Yakushiji, T.Yokoi, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Microporous Mesoporous.Mater. 巻: 142 号: 1 ページ: 354-362
  • DOI: 10.1016/j.micromeso.2010.12.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extension of Size of Monodisperse Silica Nanospheres and their Well-ordered Assembly (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Watanabe, T.Yokoi, E.Kobayashi, Y.Otsuka, A.Shimojima, T.Okubo, T.Tatsumi
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci 巻: 360 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2010.09.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Chiral Mesoporous Materials with Helicity Perfectly Controlled (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yokoi, K.Ogawa, D.Lu, J.N.Kondo, Y.Kubota, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Chem.Mater. 巻: 23 号: 8 ページ: 2014-2016
  • DOI: 10.1021/cm1036666
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Application of Colloidal Nanocrystals of the MFI-type Zeolites (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Watanabe, T.Yokoi, T.Tatsumi
  • 雑誌名: J.Colloid Interface Sci 巻: 356 号: 2 ページ: 434-441
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2011.01.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of a colloidal array of NaTaO_3 nanoparticles via a confined space synthesis route and its photocatalytic application (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yokoi, J.Sakuma, K.Maeda, K.Domen, T.Tatsumi, J.N.Kondo
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 巻: 13 ページ: 2563-2563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of chiral mesoporous silica and its potential application to asymmetric separation (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yokoi, S.Sato, Y.Ara, D.Lu, Y.Kubota, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Adsorption Journal 巻: 16 ページ: 577-577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Mesoporous Silica Nanospheres Promoted by Basic Amino Acids and their_Catalytic Application (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yokoi, T.Karouji, S.Ohta, J.N.Kondo, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Chem.Mater. 巻: 22 ページ: 3900-3900
  • 査読あり
• [学会発表] Trimethylsilylation of Ti-containing Mesoporous Silica Nanospheres as Oxidation Catalyst (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Tingting Liu, Hiroyuki Imai, Junko N. Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: 6th International Symposium"Nanoporous Materials-VI"
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Trimethylsilylation of Ti-containing Mesoporous Silica Nanospheres as Oxidation Catalyst (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Tingting Liu, Hiroyuki Imai, Junko N.Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: 6th International Symposium "Nanoporous Materials-VI
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Synthesis of Al-containing interlayer-expanded-MWW zeolite with high catalytic performance under neutral conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Shun Mizuno, Hiroyuki Imai, Junko N.Kondo, Takashi Tasumi
  • 学会等名: International symposium on Federation of European Zeolite Associations (5^<th> FEZA)
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Colloidal array of silica nanospheres as template for fabricating three-dimensionally ordered metal oxides (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Ryota Watanabe, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: AIChe 2011 Annual Meeting
  • 発表場所: Minneapolis, USA
  • 年月日: 2011-02-20
• [学会発表] Catalytic conversion of glycerol into value-added chemicals over titanosilicate/H_2O_2 system (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Naoya Tamura, Hiroyuki Imai, Junko N. Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: 3rd Asia Oceania Conference on Green & Sustainable Chemistry, GSC-AON
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] Dehydration of xylose to furfural over beta zeolite catalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Otomo, Toshiyuki Yokoi, Hiroyuki Imai, Junko N. Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: 3rd Asia-Oceania Conference on Green and Sustainable Chemistry
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] Selective oxidation of glycerol over titanosilicate/H_2O_2 system (2011)
  • 著者名/発表者名: Minneapolis, USA
  • 学会等名: 4th International Symposium on"Advanced Micro-and Mesoporous Materials"
  • 発表場所: Bulgaria
• [学会発表] Preparation and application of colloidal array of silica nanospheres (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Ryota Watanabe, Junko N. Kondo, and Takashi Tatsumi
  • 学会等名: The Fifth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics(STAC-5)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Catalytic conversion of glycerol into value-added chemicals over titanosilicate/H_2O_2 system (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Naoya Tamura, Hiroyuki Imai, Junko N.Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: 3rd Asia-Oceania Conference on Green and Sustainable Chemistry
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] Selective oxidation of glycerol over titanosilicate/H_2O_2 system (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Yokoi, Naoya Tamura, Ryoichi Otomo, Hiroyuki Imai, Junko N.Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: 4th International Symposium on "Advanced Micro- and Mesoporous Materials
  • 発表場所: Black sea coast, Bulgaria
• [学会発表] ゼオライト触媒上での単糖類の脱水反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大友亮一, 横井俊之, 今井裕之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北見工業大学,北海道
• [学会発表] チタノシリケート/過酸化水素による種々のアルコールの選択酸化反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村直也・大友亮一・今井裕之・横井俊之・野村淳子・辰巳敬
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北見工業大学,北海道
• [学会発表] Improvement of beta zeolite catalysts for dehydration of xylose to furfural (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Otomo, Takeshi Suzuki, Hiroyuki Imai, Toshiyuki Yokoi, Junko N.Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: 13^<th> Korea-Japan Symposium on Catalysis
  • 発表場所: Seogwipo, Korea
• [学会発表] 種々のアルコールを基質としたチタノシリケートの酸化触媒特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村直也・横井俊之・野村淳子・辰巳敬
  • 学会等名: 第41回石油・石油化学討論会
  • 発表場所: 山口県教育会館、山口
• [学会発表] ZSM-5のSi/Al比が酸性質およびヘキサン接触分解特性に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 望月大司・横井俊之・今井裕之・難波征太郎・野村淳子・辰巳敬
  • 学会等名: 第27回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス,大阪
• [学会発表] ゼオライト固体酸触媒によるヘキサンの接触分解 (2010)
  • 著者名/発表者名: 望月大司, 今井裕之, 横井俊之, 難波征太郎, 辰巳敬
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] 塩基性アミノ酸添加法によるTS-1の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清川豪, 横井俊之, 今井裕之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] Ti含有メソポーラスシリカナノ粒子触媒の調製と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横井俊之、唐牛拓己、今井裕之、野村淳子、辰巳敬
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] 単分散シリカ粒子の規則構造体を用いた規則性ジルコニアナノ粒子の合成と形態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉亮太, 横井俊之, 辰巳敬
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] シード法による単分散球状シリカナノ粒子の粒子径制御と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林絵里菜, 渡邉亮太, 横井俊之, 辰巳敬
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] Synthesis of tungsten oxide having 3D mesopores by using colloidal array of silica nanospheres as template (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Mizukami, T.Yokoi, J.N.Kondo, R.Abe, T.Tatsumi
  • 学会等名: PACIFICHEM2010 -the International Chemical Congress Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
• [学会発表] 鋳型法によるゼオライト粒子の形態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水上亜矢子, 横井俊之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 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
• [学会発表] Ti含有球状メソポーラスシリカナノ粒子の調製条件の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 劉テイテイ, 唐牛拓己, 横井俊之, 今井裕之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 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
• [学会発表] メソポーラス層状ペロブスカイトの調製と物性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野塚敬, 今井裕之, 横井俊之, 辰巳敬, 野村淳子
  • 学会等名: 第40回石油・石油化学討論会
  • 発表場所: 神戸国際展示場,兵庫
• [学会発表] Ti-IEZ-MWWの調製と触媒特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉岡真人, 今井裕之, 横井俊之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨大学,山梨
• [学会発表] ゼオライト触媒を用いたキシロースの脱水反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大友亮一, 鈴木毅, 今井裕之, 横井俊之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨大学,山梨
• [学会発表] Dehydration of xylose over microporous and mesoporous solid acid catalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Otomo, Takeshi Suzuki, Hiroyuki Imai, Toshiyuki Yokoi, Junko N.Kondo, Takashi Tatsumi
  • 学会等名: TOCAT6/APCATS
  • 発表場所: Sapporo Convention Center, Sapporo
• [学会発表] 粒子形態を完全制御したキラルメソポーラス材料の合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小川恭平, 横井俊之, 窪田好浩, 辰巳敬
  • 学会等名: 第25回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 緩衝溶液系で調製したTS-1の構造特性と酸化触媒特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 清川豪, 横井俊之, 今井裕之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 学会等名: 第25回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 高表面積を有するタンタル酸塩の合成と光触媒活性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐久間潤哉, 今井裕之, 横井俊之, 辰巳敬, 野村淳子
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎大学工学部
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] ナノサイズTS-1の新規調製法の開発とその酸化触媒特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邉亮太, 横井俊之, 今井裕之, 野村淳子, 辰巳敬
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: 宮崎大学工学部
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] 分散シリカ粒子の組織化による多孔質シリカの調製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林絵里菜, 渡邉亮太, 横井俊之, 辰巳敬
  • 学会等名: 第58回石油・研究発表会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2009-05-20
• [図書] ペテロテック (2011)
  • 著者名/発表者名: 横井俊之
  • 出版者: アニオン性界面活性剤および塩基性アミノ酸を用いた規則性シリカ多孔体の創製と応用
• [図書] セラミックス (2010)
  • 著者名/発表者名: 横井俊之、下嶋敦、辰巳敬、大久保達也
  • 出版者: 規則性シリカ多孔体合成の新展開
• [備考]
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~shokubai/top.html
• [備考]
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~shokubai/top.html
• [備考]
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~shokubai/tatsumi/top.html
• [備考]
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~shokubai/tatsumi/top.html
• [産業財産権] アルミノシリケートの製造方法 (2011)
  • 発明者名: 辰巳敬、今井裕之、横井俊之、林幹夫、瀬戸山亨
  • 権利者名: 三菱化学株式会社
  • 出願年月日: 2011-06-22