新型多次元細孔ゼオライトの環境調和型酸化触媒への展開

• 研究課題/領域番号: 23560930
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 窪田 好浩 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (30283279)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: チタノシリケート / Ti-YNU-2触媒 / フェノール酸化 / 過酸化水素 / スチーミング

研究概要

新型ゼオライトYNU-2およびその前駆体YNU-2Pの欠損部位を足がかりにしたTiの導入と高性能なフェノール酸化触媒への展開を主要目的とした。種々検討の結果，Ti導入温度・時間は250℃・24 h，水蒸気分圧は10 kPaの時にTiの導入が効率よく起こることが判明した。この知見に基づきTi-YNU-2の触媒性能の向上を図った結果，触媒性能の着実な向上に成功し，高い活性（収率74%）と立体選択性（パラ選択率92%），極めて高い触媒回転数（TON 923）を実現した。さらに，擬in-situ UV-vis測定により，活性点の局所構造と触媒性能の相関をも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Effective Fabrication of Catalysts from Large- Pore, Multidimensional Zeolites Synthesized without Using Organic Structure-Directing Agents (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota, K. Itabashi, S. Inagaki, Y. Nishita, R. Komatsu, Y. Tsuboi, S. Shinoda, T. Okubo
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 26 ページ: 1250-1259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hexane cracking catalyzed by MSE-type zeolite as a solid acid catalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota, S. Inagaki, K. Takechi
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: 226 ページ: 109-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Fabrication of Catalysts from Large-pore, Multi-dimensional Zeolites Synthesized without Using Organic Structure-directing Agents (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota, K. Itabashi, S. Inagaki, Y. Nishita, R. Komatsu, Y. Tsuboi, S. Shinoda, T. Okubo
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 26 号: 2 ページ: 1250-1259
  • DOI: 10.1021/cm403797j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid synthesis of an Al-rich MSE-type zeolite via the hydrothermal conversion of an FAU-type zeolite (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki, Y. Tsuboi, Y. Nishita, T. Syahylah, T. Wakihara Y. Kubota
  • 雑誌名: Chemistry- A European Journal 巻: 19 ページ: 7780-7786
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drastic sensitivity enhancement in ^29Si MAS NMR of zeolites and mesoporous silica materials by paramagnetic doping of Cu^<2+> (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki, I. Kawamura, Y. Sasaki, K. Yoshida, Y. Kubota, A. Naito
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 15 ページ: 13523-13531
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid synthesis of an Al-rich MSE-type zeolite via the hydrothermal conversion of an FAU-type zeolite (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki, Y. Tsuboi, Y. Nishita, T. Syahylah T. Sulong, T. Wakihara Y. Kubota
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 19 号: 24 ページ: 7780-7786
  • DOI: 10.1002/chem.201300125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the atomic arrangement of amorphized zeolite on the recrystallization behavior to crystalline zeolite (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, T. Wakihara, S. Kohara, J. Tatami, S. Inagaki, Y. Kubota, K. Komeya, T. Meguro
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 119 ページ: 605-608
  • NAID: 130000784439
  • 査読あり
• [学会発表] Influence of synthetic method on the catalytic performance of MSE-type zeolite (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota, S. Inagaki
  • 学会等名: The 247th ACS National Meeting
  • 発表場所: Dallas Convention Center
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] Influence of synthetic method on the catalytic performance of MSE-type zeolite (2014)
  • 著者名/発表者名: 窪田好浩
  • 学会等名: The 247th ACS National Meeting
  • 発表場所: ダラス（米国）
  • 招待講演
• [学会発表] MSE型チタノシリケートを触媒としたフェノールの過酸化水素酸化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第29回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2013-11-27
• [学会発表] フェノール酸化における酸素12員環ミクロ孔を有するチタノシリケート触媒の細孔構造の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 間宮康太
  • 学会等名: 第29回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2013-11-27
• [学会発表] [Ti]-YNU-2調製過程におけるスチーミング処理とフェノールの酸化触媒性能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学(秋田)
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] Ti-MCM-68を触媒としたフェノールの過酸化水素酸化でのヒドロキノンの選択生成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲垣怜史
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学(秋田)
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] Selective formation of hydroquinone in the phenol oxidation with H2O2 over Ti-MCM-68 zeolite catalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki
  • 学会等名: 17th International Zeolite Conference(IZC17)
  • 発表場所: Moscow
  • 年月日: 2013-07-18
• [学会発表] Synthesis of MSE-type zeolite without using organic structure-directing agent and its catalytic application (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota
  • 学会等名: 17th International Zeolite Conference(IZC17)
  • 発表場所: Moscow
  • 年月日: 2013-07-12
• [学会発表] Effect of additives on the phenol oxidation with hydrogen peroxide over Ti-MCM-68 catalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki
  • 発表場所: 東工大蔵前会館(東京)
  • 年月日: 2013-05-30
• [学会発表] Effect of additives on the phenol oxidation with hydrogen peroxide over Ti-MCM-68 catalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲垣怜史
  • 学会等名: 5th Gratama Workshop
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] Synthesis of MSE-type zeolite without using organic structure-directing agent and its catalytic application (2013)
  • 著者名/発表者名: 窪田好浩
  • 学会等名: 17th International Zeolite Conference
  • 発表場所: モスクワ（ロシア）
• [学会発表] Selective fomation of hydroquinone in the phenol oxidation with H2O2 over Ti-MCM-68 zeolite catalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲垣怜史
  • 学会等名: 17th International Zeolite Conference
  • 発表場所: モスクワ（ロシア）
• [学会発表] Ti-MCM-68を触媒としたフェノールの過酸化水素酸化でのヒドロキノンの選択生成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲垣怜史
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学（秋田市）
• [学会発表] [Ti]-YNU-2調製過程におけるスチーミング処理とフェノールの酸化触媒性能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第112回触媒討論会
  • 発表場所: 秋田大学（秋田市）
• [学会発表] MSE型チタノシリケートを触媒としたフェノールの過酸化水素酸化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第29回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
• [学会発表] フェノール酸化における酸素12員環ミクロ孔を有するチタノシリケート触媒の細孔構造の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 間宮康太
  • 学会等名: 第29回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
• [学会発表] スチーミング処理によるYNU-2ゼオライトの骨格構造の安定化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第28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)
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] Al含量の多いMSE型ゼオライトの新規合成法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坪井靖之
  • 学会等名: 第28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)
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Catalyst Preparation from Highly Defective Zeolite Precursor YNU-2P (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota
  • 学会等名: 1st International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials-2012(ICEAN-2012)
  • 発表場所: Mercure Hotel, Brisbane
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] MSE型チタノシリケートTi-YNU-2の酸化触媒性能とTiの配位環境 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学(福岡)
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Ti-MCM-68を触媒としたフェノール酸化における溶媒添加におけるパラ選択率の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坪井靖之
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス(福岡)
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Stabilization and dealumination of beta zeolite that is synthesized without organic structure-directing agent (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota
  • 学会等名: International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals(ZMPC2012)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2012-07-30
• [学会発表] Catalytic performance of Ti-YNU-2 with an MSE topology in the phenol oxidation with H_2O_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki
  • 学会等名: International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals(ZMPC2012)
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2012-07-30
• [学会発表] On the Stabilization of Some Defective Zeolites, Pre-symposium of ZMPC2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota
  • 学会等名: Recent Progress in Zeolite Synthesis
  • 発表場所: Coop Inn Kyoto(京都)
  • 年月日: 2012-07-27
• [学会発表] チタン含有ゼオライト[Ti]-YNU-2の合成と酸化触媒性能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第1回JACI/GSCシンポジウム(第12回GSCシンポジウム)
  • 発表場所: ベルサール神田(東京)
  • 年月日: 2012-06-13
• [学会発表] Ti-MCM-68を触媒としたフェノール酸化における溶媒添加によるパラ選択率の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坪井靖之
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
• [学会発表] MSE型チタノシリケートTi-YNU-2の酸化触媒性能とTiの配位環境 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第110回触媒討論会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
• [学会発表] スチーミング処理によるYNU-2ゼオライトの骨格構造の安定化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木麻希子
  • 学会等名: 第28回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: タワーホール船堀（江戸川区）
• [学会発表] 1.Catalyst Preparation from Highly Defective Zeolite Precursor YNU-2P, (2012)
  • 著者名/発表者名: 窪田好浩
  • 学会等名: 1st International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials-2012 (ICEAN-2012)
  • 発表場所: ブリスベン（オーストラリア）
• [学会発表] Ti-MCM-68触媒を用いたフェノール酸化における溶媒添加の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井靖之
  • 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(大阪)
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] [Ti]-YNU-2ゼオライト触媒の調製過程におけるスチーミングの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤裕哉
  • 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(大阪)
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] 脱アルミニウムしたMCM-68のミクロ孔内への選択的Ti導入 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井靖之
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北見工業大学(北見)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] フェノール酸化における[Ti]-YNU-2の触媒特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤裕哉
  • 学会等名: 第108回触媒討論会
  • 発表場所: 北見工業大学(北見)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Synthesis of YNU-2 Zeolite and Si Migration in The Framework (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota
  • 学会等名: Joint Conference of 5th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics(STAC5) and 2nd International Conference on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials(AMDI2)
  • 発表場所: Mielparque-Yokohama(横浜)
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] Synthesis of YNU-2 Zeolite and Si Migration in The Framework (2011)
  • 著者名/発表者名: 窪田好浩
  • 学会等名: Joint Conference of 5th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics(招待講演)
  • 発表場所: メルパルク横浜 （横浜市）
• [学会発表] フェノール酸化における[Ti]-YNU-2の触媒特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤裕哉
  • 学会等名: 第108回触媒討論会討論会
  • 発表場所: 北見工科大学 （北見市）
• [学会発表] [Ti]-YNU-2ゼオライト触媒の調製過程におけるスチーミングの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤裕哉
  • 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 （吹田市）
• [学会発表] Ti-MCM-68触媒を用いたフェノール酸化における溶媒添加の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪井靖之
  • 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 （吹田市）
• [図書] 触媒の設計・反応制御事例集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 窪田好浩, 他
  • 総ページ数: 827
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 触媒の設計・反応制御事例集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 窪田好浩
  • 総ページ数: 827
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 触媒調製ハンドブック (2011)
  • 著者名/発表者名: 窪田好浩, 他
  • 総ページ数: 804
  • 出版者: NTS
• [備考]
  • URL: http://www.kubota.ynu.ac.jp
• [備考] Kubota Lab
  • URL: http://www.kubota.ynu.ac.jp/
• [備考] Kubota Lab
  • URL: http://www.kubota.ynu.ac.jp/
• [産業財産権] ゼオライト及びその製造方法並びにパラフィンの接触分解触媒 (2013)
  • 発明者名: 窪田 好浩, 稲垣 怜史, 小松 来太, 板橋 慶治, 大久 保達也, 稗田 豊彦
  • 権利者名: 日本化学工業, 横浜国立大学, 東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-09-06
  • 外国
• [産業財産権] ゼオライト及びその製造方法並びにパラフィンの接触分解触媒 (2013)
  • 発明者名: 窪田好浩
  • 権利者名: 窪田好浩
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-184816
  • 出願年月日: 2013-09-06
• [産業財産権] ゼオライト及びその製造方法並びにパラフィンの接触分解触媒 (2012)
  • 発明者名: 窪田 好浩, 稲垣 怜史, 小松 来太, 板橋 慶治, 大久 保達也, 稗田 豊彦
  • 権利者名: 横浜国立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-11-22
  • 外国
• [産業財産権] MSE型ゼオライト及びその製法 (2012)
  • 発明者名: 窪田好浩
  • 権利者名: 窪田好浩
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-186248
  • 出願年月日: 2012-08-27
• [産業財産権] ベータ型ゼオライトの製造方法 (2011)
  • 発明者名: 窪田 好浩, 稲垣 怜史, 小松 来太, 板橋 慶治, 大久 保達也
  • 権利者名: 日本化学工業, 横浜国立大学, 東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2011-11-25
  • 外国
• [産業財産権] ベータ型ゼオライトの製造方法 (2011)
  • 発明者名: 窪田好浩、稲垣怜史、小松来太、板橋慶治、大久保達也
  • 権利者名: 窪田好浩、稲垣怜史、小松来太、板橋慶治、大久保達也
  • 出願年月日: 2011