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ナノ結晶ゼオライトの新規サイズ制御法の開発とゼオライト触媒の合理的設計法

研究課題

研究課題/領域番号 22560755
研究種目

基盤研究(C)

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

多湖 輝興  北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (20304743)

研究分担者 増田 隆夫  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20165715)
中坂 佑太  北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (30629548)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
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)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード反応速度 / 化学工学 / 触媒・化学プロセス / ナノゼオライト / 触媒設計 / アルキル化 / 脱水反応 / ナノ結晶ゼオライト / 構造規定剤フリー合成 / 界面活性剤添加効果 / 酸点不活性化 / 有機シラン化合物 / 芳香族アルキル化 / アルコール脱水反応
研究概要

本研究の目的は,ゼオライトの結晶サイズ制御とナノ結晶ゼオライト触媒の設計法を確立することである.基材となるナノ結晶ゼオライトの調製として,MFI,TON,MOR,BEA,FAU,MTWの各種ゼオライトの合成とサイズの制御に成功した.特に,MFI,MOR,MTW,TONゼオライトに関しては,100ナノメートル程度の結晶,および数マイクロメートルの結晶の調製に成功した.ゼオライトを触媒に用い,グリセリンからのアクロレイン選択合成,および2-メチルナフタレンからの2,6-ジメチルナフタレン選択合成を実施した.アクロレイン合成にはTON型ゼオライトが,2,6-ジメチルナフタレン選択合成にはMFI型とMTW型ゼオライトが優れた選択性を示した.さらに結晶のナノサイズ化は目的生成物選択性の向上のみならず,触媒活性の安定化に大きく寄与することを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (39件) (うち招待講演 3件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effectiveness of Nano-scale ZSM-5 Zeolite and its Deactivation Mechanism on Catalytic Cracking of Representative Hydrocarbons of Naphtha2013

    • 著者名/発表者名
      H. Konno
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 175 ページ: 25-33

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of nano-sized zeolites and their applications to zeolite membranes2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago, Y. Nakasaka and T. Masuda
    • 雑誌名

      J. Jpn Petrol. Instit

      ページ: 149-159

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-controlled synthesis of nano-zeolites and their application to light olefin synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago, H. Konno, Y. Nakasaka, T. Masuda
    • 雑誌名

      Catal. Surv. fromAsia

      巻: 16 号: 3 ページ: 148-163

    • DOI

      10.1007/s10563-012-9141-4

    • NAID

      120005323591

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of nano-sized zeolites and their applications to zeolite membranes2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      巻: 55 ページ: 149-159

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of crystal size and Si/Al ratio of MFI-type zeolite catalyst on light olefin synthesis by n-hexane cracking2012

    • 著者名/発表者名
      H. Konno
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      巻: 55 ページ: 267-274

    • DOI

      10.1016/j.cej.2012.06.157

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Study for Burning Regeneration of Coked MFI-type Zeolite and Numerical Modeling for Regeneration Process in a Fixed-bed Reactor2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakasaka
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 207-208 ページ: 368-376

    • DOI

      10.1016/j.cej.2012.06.138

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective synthesis for light olefins from acetone over ZSM-5 zeolites with nano- and macro-crystal sizes 403(1-2), 183-1912011

    • 著者名/発表者名
      T.Tago, H.Konno, M.Sakamoto, Y, Nakasaka, T.Masuda
    • 雑誌名

      Applied Catalysis A : General

      巻: 403(1-2) 号: 1-2 ページ: 183-191

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2011.06.029

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Nano-Crystalline MFI Zeolite via Hydrothermal Synthesis in Water/Surfactant/Organic Solvent using Fumed Silica as the Si Source2011

    • 著者名/発表者名
      K.Iwakai, T.Tago, H.Konno, Y.Nakasaka, T.Masuda
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 141(1-3) 号: 1-3 ページ: 167-174

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2010.11.001

    • NAID

      120002989226

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective production of isobutylene from acetone over alkali metal ion-exchanged BEA zeolites2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tago, H.Konno, S.Ikeda, W.Ninomiya, S.Yamazaki, Y.Nakasaka, T.Masuda
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: 164(1) 号: 1 ページ: 158-162

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2010.10.034

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 炭素資源転換における触媒技術の動向と展望2013

    • 著者名/発表者名
      多湖輝興
    • 学会等名
      石炭・炭素資源利用技術第148委員会 第138回研究会
    • 発表場所
      北海道大学 (札幌市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Isobutylene synthesis from water-containing acetone over potassium-exchanged BEA zeolite2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 学会等名
      3rd North American Symposium on Chemical Reaction Engineering
    • 発表場所
      Westin Galleria Houston (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Size/morphology controlled synthesis of zeolite crystals and their applications2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 学会等名
      10th Japan-Korea Symposium on Materials and Interfaces
    • 発表場所
      Coop Inn Kyoto, Japan
    • 年月日
      2012-11-07
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Catalytic Cracking of n-Hexane Cracking over MFI-Type Zeolites with Different Crystal Sizes2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 学会等名
      22th International Symposium on Chemical Reaction Engineering
    • 発表場所
      the Maastricht Exhibition & Congress Centers, The Netherlands
    • 年月日
      2012-09-04
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Production of Light Olefins from n-Hexane Cracking over MFI Zeolites with Nano- and Macro-Crystal Sizes2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 学会等名
      The 15th International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      Messe Munchen (Germany)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Selective production of isobutylene from water-containing acetone over BEA zeolite2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 学会等名
      International Symposium on Zeolites and MicroPorous Crystals
    • 発表場所
      アステールプラザ (広島市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Kinetc Analysis of Burning Regeneration of Coked MFI-type Zeolites Obtained by Catalytic Cracking of n-Hexane2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 学会等名
      22th International Symposium on Chemical Reaction Engineering
    • 発表場所
      MECC Maastricht (The Netherlands)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Size/morphology controlled synthesis of zeolite crystals and their applications2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 学会等名
      10th Japan-Korea Symposium on Materials and Interfaces
    • 発表場所
      コープイン京都 (京都市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノゼオライト積層触媒膜によるレフィン合成2012

    • 著者名/発表者名
      多湖輝興
    • 学会等名
      化学工会反応工学部会 反応分離科会「反応分離シンポジウム 2012
    • 発表場所
      産総研つくば中央 (つくば市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel Synthesis for Zeolite Nanocrystals and Their Applications2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tago, T.Masuda
    • 学会等名
      14th Asian Chemical Congress 2011
    • 発表場所
      Queen Sirikit National Convention Centre, Bangkok(Thailand)(invited lecture)
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Selective Production of Intermediate Species of Reaction in Series Using Catalytic Zeolite Membrane as Contactor2011

    • 著者名/発表者名
      T.Masuda, T.Tago
    • 学会等名
      The 12th Kuwait/Japan Joint Symposium
    • 発表場所
      Kuwait, Al Ahmadi, Kuwait Institute for Scientific Research (KISR) 招待講演
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 結晶サイズの異なるZSM-5ゼオライトを用いたn-ヘキサン接触分解による低級オレフィン選択合成2011

    • 著者名/発表者名
      今野大輝, 岡村拓哉, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2011年冬季研究発表会
    • 発表場所
      札幌,北海道大学学術交流会館
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MFI型ゼオライト細孔内におけるn-ヘキサンの気相拡散係数2011

    • 著者名/発表者名
      川原貴仁, 今野大輝, 岡村拓哉, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2011年冬季研究発表会
    • 発表場所
      札幌,北海道大学学術交流会館
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] イオン交換ゼオライトによる亜酸化窒素の直接分解2011

    • 著者名/発表者名
      天池真輝, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第20回化学工学・紛体工学研究発表会
    • 発表場所
      札幌,JSTイノベーションプラザ北海道
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アセトンからの低級オレフィンの選択的合成を可能とするゼオライトナノクリスタル積層触媒膜の開発2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤良多, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第20回化学工学・紛体工学研究発表会
    • 発表場所
      札幌,JSTイノベーションプラザ北海道
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノ結晶MFI型ゼオライトによるn-ヘキサンの接触分解2011

    • 著者名/発表者名
      今野大輝, 岡村拓哉, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第107回触媒討論会
    • 発表場所
      東京,首都大学東京
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MFI型ゼオライト触媒によるn-ヘキサン接触分解の速度解析2011

    • 著者名/発表者名
      岡村拓哉, 今野大輝, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第107回触媒討論会
    • 発表場所
      東京,首都大学東京
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノサイズMORゼオライトの構造規定剤フリー合成における界面活性添加効果2011

    • 著者名/発表者名
      藤原沙緒梨, 谷口太一, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第107回触媒討論会
    • 発表場所
      東京,首都大学東京
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Liquid phase Diffusivity of Benzene within Porous Materials in Cyclohexane and Iso-propanol Solution2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakasaka, T.Tago, K.Yano, T.Masuda
    • 学会等名
      FOA10 (10th International Conference on Fundamentals of Adsorption)
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場,淡路市
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Mordenite Nanocrystal-layered Membrane for Selective Separation of Water by Pervaporation2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakasaka, T.Tago, Y.Sato, R.Hashimoto, T.Masuda
    • 学会等名
      5th International Zeolite Membrane Meeting
    • 発表場所
      Greece, Loutraki, Club Hotel Casino Loutrak
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Olefins Synthesis From Acetone Over Size-Controlled Zeolite Nanocrystals : Effect of Crystal Size on Catalitic Activity and Stability2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tago, M.Sakamoto, H.Konno, Y.Nakasaka, T. Masuda
    • 学会等名
      21st International Symposium on Chemical Reaction Engineering
    • 発表場所
      America, Philadelphia, Loews Philadelphia Hotel
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic Mechanism of Nano-Crystalline Zeolite in Water/Surfactant/Organic Solvent-Effect of Surfactant Concentration on Crystal Size-2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tago, Y.Nakasaka, T.Masuda
    • 学会等名
      16th International Zeolite Conference joint with the 7th International Mesostructured Materials Symposium
    • 発表場所
      Italy, Sorrento, Convention Center "Hilton Sorrento Palace"
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Benzene Diffusivity within Porous Materials in Cyclohexane and Iso-propanol Solution2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakasaka, T.Tago, K.Yano, T.Masuda
    • 学会等名
      16th International Zeolite Conference joint with the 7th International Mesostructured Materials Symposium
    • 発表場所
      Italy, Sorrento, Convention Center "Hilton Sorrento Palace"
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Selective production of isobutylene from acetone over ion-exchanged BEA zeolites2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tago, H.Konno, S.Ikeda, W.Ninomiya, Y.Nakasaka, T.Masuda
    • 学会等名
      TOCAT6/APCAT5
    • 発表場所
      札幌,札幌コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Intracrystalline Diffusivity of Benzene within Micro-, Meso-porous Materials in Cyclohexane and Iso-propanol Solution2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakasaka, T.Tago, K.Yano, T.Masuda
    • 学会等名
      TOCAT6/APCAT5
    • 発表場所
      札幌,札幌コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 修飾Fe-ZSM-5ゼオライトを用いた形状選択的酸化反応2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤陽平, 多湖輝興, 井上康信, 佐々木隆, 増田隆夫
    • 学会等名
      触媒学会第50回オーロラセミナー
    • 発表場所
      洞爺湖町,トーヤ温泉ホテル
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライトナノクリスタル積層触媒膜によるアセトンからの低級オレフィンの選択的合成2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤良多, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      触媒学会第50回オーロラセミナー
    • 発表場所
      洞爺湖町,トーヤ温泉ホテル
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] イオン交換ゼオライト触媒による窒素酸化物の吸着・分解特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      天池真輝, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      触媒学会第50回オーロラセミナー
    • 発表場所
      洞爺湖町,トーヤ温泉ホテル
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Silicalite-1細孔内におけるn-ヘキサンの吸着・拡散現象2010

    • 著者名/発表者名
      川原貴仁, 今野大輝, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      触媒学会第50回オーロラセミナー
    • 発表場所
      洞爺湖町,トーヤ温泉ホテル
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノサイズゼオライトの合成と応用-結晶サイズの影響-2010

    • 著者名/発表者名
      多湖輝興
    • 学会等名
      触媒学会第50回オーロラセミナー
    • 発表場所
      洞爺湖町,トーヤ温泉ホテル 招待講演
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] イオン交換ゼオライト触媒を用いたアセトンからのイソブテン選択合成2010

    • 著者名/発表者名
      山崎聖治, 今野大輝, 中坂佑太, 二宮航, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      京都市,同志社大学今出川キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヘキサンクラッキングによる低級オレフィン選択的合成におけるMFI型ゼオライトの結晶サイズの影響2010

    • 著者名/発表者名
      今野大輝, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第106回触媒討論会
    • 発表場所
      甲府市,山梨大学甲府キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有機構造規定剤を使用しないナノ結晶MFIゼオライト合成における界面活性剤添加効果2010

    • 著者名/発表者名
      多湖輝興, 藤原沙緒梨, 今野大輝, 中坂佑太, 遠子内渉, 増田隆夫
    • 学会等名
      第106回触媒討論会
    • 発表場所
      甲府市,山梨大学甲府キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] イオン交換ゼオライト触媒を用いた窒素酸化物の直接分解2010

    • 著者名/発表者名
      天池真輝, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第106回触媒討論会
    • 発表場所
      甲府市,山梨大学甲府キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MFI型ゼオライト細孔内におけるn-ヘキサンの拡散係数測定2010

    • 著者名/発表者名
      川原貴仁, 今野大輝, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第106回触媒討論会
    • 発表場所
      甲府市,山梨大学甲府キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノサイズZSM-5ゼオライト積層触媒膜によるアセトンからの低級オレフィンの選択的合成2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤良多, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第26回ゼオライト研究発表会
    • 発表場所
      東京,タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 親水性ゼオライト膜を用いた浸透気化分離による高濃度有機溶液からの水の分離機構2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤由貴, 橋本龍馬, 中坂佑太, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第26回ゼオライト研究発表会
    • 発表場所
      東京,タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属イオン交換ゼオライトを基材とした形状選択的酸化反応場の構築2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤陽平, 多湖輝興, 井上康信, 佐々木隆, 増田隆夫
    • 学会等名
      第26回ゼオライト研究発表会
    • 発表場所
      東京,タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気共存下におけるイオン交換ゼオライトを用いた窒素酸化物の直接分解2010

    • 著者名/発表者名
      中坂佑太, 天池真輝, 多湖輝興, 増田隆夫
    • 学会等名
      第26回ゼオライト研究発表会
    • 発表場所
      東京,タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Zeolites: Synthesis, Chemistry and Applications, "Synthesis of nanocrystalline zeolites and their applications2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago, Y. Nakasaka and T. Masuda
    • 出版者
      NovaScientific publisher
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] Zeolites: Synthesis, Chemistry and Applications, Chapter 6 "Synthesis of nanocrystalline zeolites and their applications"2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tago
    • 総ページ数
      314
    • 出版者
      Nova Scientific publisher
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Zeolite Nanocrystals -Synthesis and Applications-2010

    • 著者名/発表者名
      T. Tago and T. Masuda, SCIYO, Nanocrystals
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] 『Nanocrystals』-Zeolite Nanocrystals-Synthesis and Applications-2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tago, T.Masuda
    • 出版者
      SCIYO
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cp1-ms.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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