高精度モデリングに基づく不均一系オレフィン重合触媒の非経験的設計

• 研究課題/領域番号: 24750101
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 谷池 俊明 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (50447687)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: Ziegler-Nattaオレフィン重合触媒 / 実験と計算科学の相互支援に基づく触媒設計 / 密度汎関数計算 / 高精度モデリング / コンピュータ予測

研究概要

計算科学の発展は不均一系触媒に関する種々の実験結果に量子化学的な解釈を与えることに成功したが、計算科学を主導とした高性能触媒の設計は未だに実現されていない。本研究では、高精度な触媒表面モデルを基盤として、Ziegler-Nattaオレフィン重合触媒の鍵成分としてのドナーの分子構造を非経験的に設計することを目指した。
ドナーの分解反応を考慮することで上述のモデルを更に発展させ、実験によって求めた各種ドナーに関する触媒性能を計算結果によって定量的に再現することに成功した。得られた対応関係を用いることでコンピュータ上でのドナーの分子設計が初めて可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Structure-performance relationship for dialkyldimethoxysilane as external donor in stopped-flow propylene polymerization using Ziegler-Natta catalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: Supawadee Poonpong, Sumant Dwivedi, Toshiaki Taniike, Minoru Terano
  • 雑誌名: Macromolecular Chemistry and Physics 巻: (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise Active Site Analysis for TiCl_3/MgCl_2 Ziegler-Natta Model Catalyst Based on Fractionation and Statistical Methods (2013)
  • 著者名/発表者名: Shougo Takahashi, Toru Wada, Toshiaki Taniike, Minoru Terano
  • 雑誌名: Catalysts 巻: Vol.3 ページ: 137-147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual-Active-Site Nature of Magnesium Dichloride-Supported Cyclopentadienyl Titanium Chloride Catalysts Switched by an Activator in Propylene Polymerization (2013)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Goto, Toshiaki Taniike, Minoru Terano
  • 雑誌名: Macromolecular Chemistry and Physics 巻: Vol.214 ページ: 1011-1018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coadsorption Model for First-Principle Description of Roles of Donors in Heterogeneous Ziegler-Natta Propylene Polymerization (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Taniike, Minoru Terano
  • 雑誌名: Journal of Catalysis 巻: Vol.293 ページ: 39-50
  • NAID: 120005316221
  • 査読あり
• [学会発表] 不均一系Ziegler-Natta触媒の非経験的設計に向けて～ドナーに関する構造性能相関 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷池俊明, 寺野稔
  • 学会等名: 第43回石油・石油化学討論会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2013-11-14
• [学会発表] 計算化学を利用したZiegler-Natta触媒のオレフィン重合性能の定量的予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷池俊明, 寺野稔
  • 学会等名: 第5回岩澤コンファレンス
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-10-22
• [学会発表] Ziegler-Natta触媒用ドナー化合物の非経験的設計への試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷池俊明, 寺野稔
  • 学会等名: 第3回ポリオレフィン研究会若手会
  • 発表場所: 能美
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] 不均一系Ziegler-Natta触媒の非経験的設計に向けて～ドナーに関する構造性能相関 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷池 俊明, 寺野 稔
  • 学会等名: 第43回石油・石油化学討論会
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県北九州市）
  • 招待講演
• [学会発表] 計算化学を利用したZiegler-Natta触媒のオレフィン重合性能の定量的予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷池 俊明, 寺野 稔
  • 学会等名: 第5回岩澤コンファレンス「サステイナブル社会のための最先端触媒化学・表面科学」
  • 発表場所: 電気通信大学（東京都調布市）
• [学会発表] Ziegler-Nattaプロピレン重合用ジエステル系内部ドナーに関する構造性能相関の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷池 俊明, 寺野 稔
  • 学会等名: 第62回 高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都府京都市）
• [学会発表] オレフィン重合触媒の高精度モデリングと非経験的設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷池俊明, 寺野稔
  • 学会等名: 第4回金沢大-JAIST計算物質科学研究会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] Ziegler-Natta触媒用エステル系ドナーの分子構造と性能の相関に関する計算科学的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷池俊明, 寺野稔
  • 学会等名: 第7回次世代ポリオレフィン総合研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] Ziegler-Natta触媒用ドナーの非経験的スクリーニング法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷池 俊明, 寺野 稔
  • 学会等名: 第61回 高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
• [備考]
  • URL: http://www.jaist.ac.jp/profiles/info.php?profile_id=00466