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酵素類似機能を発現するゼオライト細孔空洞とカルボカチオンの炭素-炭素開裂反応

研究課題

研究課題/領域番号 23655122
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機能物質化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

馬場 俊秀  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50165057)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード分子認識・ゼオライト触媒機能 / コンセプト / ゼオライト / 細孔空洞 / カルボカチオン / 選択性 / 細孔入口径 / 細孔空洞容積 / カルベニウムイオン
研究概要

オレフィン転化反応においてプロピレンの選択率はゼオライトの細孔入口径だけでなく,細孔の空洞の大きさに依存する。エチレンおよび1-ブテン転化反応では,ゼオライト細孔の空洞の大きさがオクチルカルベニウムイオンの大きさとほぼ等しいとき,プロピレンが高い選択率で生成する。この現象は細孔入口の構造が8員環,10員環,12員環のいずれのゼオライトを用いても観測される.ペンテン(2-ペンテン,2-メチル-2-ブテン)および,ヘキセン(1-ヘキセン)では単分子の分解反応が進行し,それぞれのカルベニウムイオンの大きさとゼオライト細孔の空洞の大きさとがほぼ等しいときに,プロピレンは高い選択率で生成する。更に種々のH^+-交換ゼオライトを用いて1-ブテン転化を行い,プロピレン選択率に及ぼすゼオライトの細孔空洞容積の影響を調べた。ブテンの二量化反応で生成するオクチルカチオンの大きさとゼオライトの細孔空洞容積とが一致すると,選択的にプロピレンが生成した。一方,エチレン転化反応で,反応初期におけるプロピレン生成機構を細孔空洞内に生成した炭化水素を基に推定した。両反応において,特定のオクチルカチオンからプロピレンが生成する。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Selective production of ethylene and propylene via monomolecular cracking of pentene over proton-exchanged zeolites:pentene cracking mechanism determined by spatial volume of zeolite cavity2013

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Miyaji,Yasuharu Sakamoto,Yasuyoshi Iwase,Tatsuaki Yashima,Ryutaro Koide,Ken Motokura,Toshihide Baba
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: VOL:302 ページ: 101-114

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape-Selective Catalysis Determined by the Volume of a Zeolite Cavity and the Reaction Mechanism for Propylene Production by the Conversion of Butene Using a Proton-Exchanged Zeolite2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi Iwase, Yasuharu Sakamoto, Akinobu Shiga, Akimitsu Miyaji, Ken Motokura, To-ru Koyama, Toshihide Baba
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: VOL:116 ページ: 5182-5196

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of morphology and particle size of ZSM-5 on catalytic performance for ethylene conversion and heptane cracking2012

    • 著者名/発表者名
      Krishna Reddy Jakkidi, Ken Motokura, To-ru Koyama, Akimitsu Miyaji, and Toshihide Baba
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: VOL:289 ページ: 53-61

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton exchange reaction between hydroxyl groups in the supercage and those in the sodalitecage of Y zeolite as studied by variable temperature 1H MAS NMR2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Asakawa,Ken Motokura,Tatsuaki Yashima,To-ru Koyama,Toshinori O-nuki,Akimitsu Miyaji,Toshihide Baba
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: VOL:116 ページ: 17734-17738

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature effect on 1H chemical shift of hydroxyl groups in zeolites and their catalytic activities as solid acids2012

    • 著者名/発表者名
      Hajime Munakata,To-ru Koyama,Tatsuaki Yashima,Naoki Asakawa,Toshinori O-nuki,Ken Motokura,Akimitsu Miyaji,Toshihide Baba
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: VOL:116 ページ: 14551-14560

    • NAID

      130005453209

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape-Selective Catalysis Determined by the Volume of a Zeolite Cavityand the Reaction Mechanism for Propylene Production by the Conversionof Butene Using a Proton-Exchanged Zeolite2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi Iwase, Yasuharu Sakamoto, Akinobu Shiga, Akimitsu Miyaji, Ken Motokura, To-ru Koyama, Toshihide Baba
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 号: 8 ページ: 5182-5196

    • DOI

      10.1021/jp212549j

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of morphology and particle size of ZSM-5 on catalytic performance for ethylene conversion and heptane cracking2012

    • 著者名/発表者名
      Krishna Reddy Jakkidi, Ken Motokura, To-ru Koyama, Akimitsu Miyaji, and Toshihide Baba*
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 289 ページ: 53-61

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2012.01.014

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concept of Shape-Selective Catalysis Determined by Volume of Zeolite Cavity and Reaction Mechanism for Propylene Production by the Conversions of Butene Using Proton Exchanged Zeolite2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi IWASE, Akinobu SHIGA, To-ru KOYAMA, Akimitsu MIYAJI, Ken MOTOKURA, Yasuharu SAKAMOTO and Toshihide BABA
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 116 ページ: 5182-5916

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Shape-selective catalysis determined by the volume of a zeolite cavity for propylene production by the conversion of lower olefins using a H+-exchanged zeolite2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi Iwase,Akimitsu Miyaji,Ken Motokura,To-ru Koyama,Toshihide Baba
    • 学会等名
      ZMPC
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2012-07-30
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Crucial role of volume of zeolite cavity for selective production of propylene from lower olefins2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi Iwase,To-ru Koyama,Akimitsu Miyaji,Ken Motokura,Toshihide Baba
    • 学会等名
      ICC
    • 発表場所
      Germany
    • 年月日
      2012-07-04
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] エチレン,ブテンからの選択的プロピレン生成に果たすゼオライト細孔構造の役割とその生成機構2012

    • 著者名/発表者名
      岩瀬安慶,坂本康治,志賀昭信,小山徹,宮地輝光,本倉健,馬場俊秀
    • 学会等名
      触媒討論会B
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Crucial role of volume of zeolite cavity for selective production of propylene from lower olefins2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi Iwase,To-ru Koyama,Hajime Munakata,Akimitsu Miyaji,Ken Motokura,Toshihide Baba
    • 学会等名
      IZA
    • 発表場所
      Italy
    • 年月日
      2011-09-11
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Selective production propylene from olefins over zeolites2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi Iwase,Akimitsu Miyaji,Ken Motokura, To-ru Koyama, Toshihide Baba
    • 学会等名
      North American Meeting
    • 発表場所
      Detroit
    • 年月日
      2011-06-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Crucial Role of Volume of Zeolite Cavity for Selective Production of Propylene from Lower Olefins2011

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Baba
    • 学会等名
      Italian Zeolite Association
    • 発表場所
      Congress Center of Federico University, Napoli Italia
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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