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ヒドリドシリカモノリス担体中での金属・合金ナノ粒子のその場作製と触媒反応への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26288106
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関京都大学

研究代表者

中西 和樹  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00188989)

研究分担者 嶋田 豊司  奈良工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20303802)
金森 主祥  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60452265)
亀井 稔之  奈良工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70534452)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
キーワードヒドリドシリカ / 多孔体 / ナノ粒子 / 還元反応 / モノリス担体 / 触媒反応 / 階層的多孔構造 / 触媒 / 粒径分布 / 流通反応 / モノリス / 合金ナノ粒子 / カップリング反応
研究成果の概要

トリアルコキシシランの加水分解・重縮合を、Si-H結合を維持したまま進行させて相分離を伴うゾル-ゲル反応を行うことにより、液体の流通が可能なマクロ孔と、高比表面積を与えるメソ孔を併せもつ階層的多孔構造ヒドリドシリカモノリスを作製した。溶媒組成を最適化した貴金属溶液をヒドリドシリカ担体のメソ孔壁にあるSi-Hと反応させて、金属/合金ナノ粒子を形成しこれらを反応触媒とする流通型のリアクターを構成して性能を評価した。また、整った細孔をもつシリカ担体上に、Si-H基をもつ高分子試薬をホウ素触媒によって脱水素反応させ、残ったSi-H基により金属/合金ナノ粒子を作製して、同様の触媒反応効率評価を行った。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 12件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Rutgers University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Montpellier 2(France)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Rutgars University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Montpellier II(France)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Grafted Polymethylhydrosiloxane on Hierarchically Porous Silica Monoliths: A New Path to Monolith Supported Palladium Nanoparticles for Continuous Flow Catalysis Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Carl-Hugo Pelisson, Takahiro Nakanishi, Yang Zhu, Kei Morisato, Toshiyuki Kamei, Ayaka Maeno, Hironori Kaji, Shunki Muroyama, Masamoto Tafu, Kazuyoshi Kanamori, Toyoshi Shimada, Kazuki Nakanishi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 9 号: 1 ページ: 406-412

    • DOI

      10.1021/acsami.6b12653

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Amine/hydrido Bifunctional Nanoporous Silica with Small Metal Nanoparticles Made Onsite: Efficient Dehydrogentaion Catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      Yang Zhu, Takahiro Nakanishi, Kazuyoshi Kanamori, Kazuki Nakanishi*, Shun Ichii, Kohji Iwaida, Yu Masui, Toshiyuki Kamei, Toyoshi Shimada, Akihito Kumamoto, Yumi H. Ikuhara, Mina Jeon, George Hasegawa, Masamoto Tafu, Chang W. Yoon, Tewodros Asefa
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 9 号: 1 ページ: 36-41

    • DOI

      10.1021/acsami.6b12972

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Monolithic Acidic Catalysts for the Dehydration of Xylose into Furfural2016

    • 著者名/発表者名
      Yang Zhu, Kazuyoshi Kanamori, Brun Nicolas, Pelisson Carl-Hugo, Moitra Nirmalya, Fajula Francois, Hulea Vasile, Galarneau Anne, Kazuyuki Takeda, Kazuki Nakanishi
    • 雑誌名

      Catalysis Communication

      巻: 87 ページ: 112-115

    • DOI

      10.1016/j.catcom.2016.09.014

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Metal Zirconium Phosphate Macroporous Monoliths: Versatile Synthesis, Thermal Expansion and Mechanical Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Yang Zhu, Kazuyoshi Kanamori, Nirmalya Moitra, Kohei Kadono, Shugo Ohi, Norimasa Shimobayashi, Kazuki Nakanishi
    • 雑誌名

      Microporous Mesoporous Materials

      巻: 225 ページ: 122-127

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2015.12.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hierarchically Porous Titanium Phosphate Monoliths and Their Crystallization Behavior in Ethylene Glycol2016

    • 著者名/発表者名
      Yang Zhu, Koji Yoneda, Kazuyoshi Kanamori, Kazuyuki Takeda, Tsutomu Kiyomura, Hiroki Kurata, Kazuki Nakanishi
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: - 号: 5 ページ: 4153-4159

    • DOI

      10.1039/c5nj02820e

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] HPLC separation of unsaturated organic compounds by Ag nanoparticles embedded monolithic silica column2015

    • 著者名/発表者名
      Yang ZHU, Kei MORISATO, George HASEGAWA, Nirmalya MOITRA, Tsutomu KIYOMURA, Hiroki KURATA, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 雑誌名

      Journal of Separation Science

      巻: 38 号: 16 ページ: 2841-2847

    • DOI

      10.1002/jssc.201500444

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct preparation and conversion of copper hydroxide-based monolithic xerogels with hierarchical pores2015

    • 著者名/発表者名
      Shotaro FUKUMOTO, Kazuki NAKANISHI*, Kazuyoshi KANAMORI
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 39 号: 9 ページ: 6771-6777

    • DOI

      10.1039/c5nj00479a

    • NAID

      120005676687

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanically stable, hierarchically porous Cu3(btc)2 (HKUST-1) monoliths via direct conversion of copper(II) hydroxide-based monoliths.2015

    • 著者名/発表者名
      Moitra, N.; Fukumoto, S.; Reboul, J.; Sumida, K.; Zhu, Y.; Nakanishi, K.; Furukawa, S.; Kitagawa, S.; Kanamori, K.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 号: 17 ページ: 3511-3514

    • DOI

      10.1039/c4cc09694k

    • NAID

      120005555506

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of robust hierarchically porous zirconium phosphate monolith for efficient ion adsorption.2015

    • 著者名/発表者名
      Zhu, Y.; Shimizu, T.; Kitashima, T.; Morisato, K.; Moitra, N.; Brun, N.; Kanamori, K.; Takeda, K.; Tafu, M.; Nakanishi, K.
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 39 号: 4 ページ: 2444-2450

    • DOI

      10.1039/c4nj01749h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction on reactive pore surfaces as a practical approach to supported metal alloy nanoparticles.2014

    • 著者名/発表者名
      Moitra, N.; Kanamori, K.; Ikuhara, Y. H., Gao, X.; Hasegawa, G.; Takeda, K.; Zhu, Y.; Shimada, T.; Nakanishi, K.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 31 ページ: 12535-12544

    • DOI

      10.1039/c4ta01767f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface functionalization of silica by Si-H activation of hydrosilanes.2014

    • 著者名/発表者名
      Moitra, N.; Ichii, S.; Kamei, T.; Kanamori, K.; Zhu, Y.; Takeda, K.; Nakanishi, K.; Shimada, T.
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society

      巻: 136 号: 33 ページ: 11570-11573

    • DOI

      10.1021/ja504115d

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new hierarchically porous Pd@HSQ monolithic catalyst for Mizoroki–Heck cross-coupling reactions2014

    • 著者名/発表者名
      N. Moitra, A. Matsushima, T. Kamei, K. Kanamori, Y. H. Ikuhara, X. Gao, K. Takeda, Y.Zhu, K. Nakanishi and T. Shimada
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 38 号: 3 ページ: 1144-1149

    • DOI

      10.1039/c3nj01433a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation of hierarchically porous vanadium phosphate monolith2016

    • 著者名/発表者名
      Ayumu TANAKA*, Yang ZHU, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      6th International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of macroporous manganese oxide monolith from manganese salt via epoxide-mediated sol-gel route2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke MATSUURA*, Yang ZHU, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      6th International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monolithic porous media for separations - and beyond2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      44th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2016-06-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal zirconium phosphate macroporous monoliths: versatile synthesis, thermal expansion and mechanical properties2016

    • 著者名/発表者名
      Yang ZHU*, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      13th International Conference on Ceramic Processing Science
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface-functionalized hierarchically porous oxide monoliths for separation media, catalyst supports and flow-through reactors2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKANISHI*, Carl-Hugo PELISSON, Takahiro NAKANISHI, Yang ZHU, Nirmalya MOITRA, Kazuyoshi KANAMORI, Toyoshi SHIMADA
    • 学会等名
      13th International Conference on Ceramic Processing Science
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sol-gel synthesis of porous monolithic phosphate materials2015

    • 著者名/発表者名
      Yang ZHU*, Koji YONEDA, Ayumu TANAKA, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      XVIII International Sol-Gel Conference
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and pore structure control of macroporous SnO2 gel2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao SUZUKI*, Nirmalya MOITRA, Yang ZHU, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      XVIII International Sol-Gel Conference
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of hierarchically macro/mesoporous titanium phosphate monolithic gels2015

    • 著者名/発表者名
      Koji YONEDA*, Yang ZHU, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      XVIII International Sol-Gel Conference
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface modification of mesoporous silica with bifunctional hydrosilanes and formation of metal nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro NAKANISHI*, Nirmalya MOITRA, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI, Tewodros ASEFA, Shun ICHII, Toyoshi SHIMADA
    • 学会等名
      XVIII International Sol-Gel Conference
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of hierarchically porous vanadium phosphate monolith with controlled pore parameters2015

    • 著者名/発表者名
      Ayumu TANAKA*, Yang ZHU, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      XVIII International Sol-Gel Conference
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of macroporous manganese oxide monolith from manganese salt via epoxide-mediated sol-gel route2015

    • 著者名/発表者名
      Keisuke MATSUURA*, Yang ZHU, Kazuyoshi KANAMORI, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      XVIII International Sol-Gel Conference
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 柔軟性を示す多孔体:無機化学からのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      金森主祥
    • 学会等名
      高分子加工技術研究会第83回例会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-06-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Silicon-based hybrid microporous monoliths for heat-insulation, separation media and supported metal/alloy nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKANISHI*, Kazuyoshi KANAMORI, Gen HAYASE, Nirmalya MOITRA
    • 学会等名
      2015 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2015-04-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reduction on Reactive Pore Surface as a Versatile Approach to Monolith-Supported Metal Alloy Nanoparticles2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2014
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Functional porous silsesquioxane monolithic materials from organotrialkoxysilane-derived sol-gel systems2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi KANAMORI, Nirmalya MOITRA, Gen HAYASE, Taiyo SHIMIZU, Kazuki NAKANISHI
    • 学会等名
      Nanoporous Materials - 7 (NANO-7, )
    • 発表場所
      Niagara Falls, (カナダ)
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Silicon-based hybrid macroporous monolith for heat insulation, separation media and supported metal nanoparticles2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakanishi
    • 学会等名
      6th Monolith Summer School & Symposium (MSS2014)
    • 発表場所
      ポルトロージュ(スロベニア)
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Porous silsesquioxane materials from organotrialkoxysilanes2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi KANAMORI
    • 学会等名
      2014 MRS Spring Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      サンフランシスコ(米国)
    • 年月日
      2014-04-22 – 2014-04-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] ナノ材料解析の実際2016

    • 著者名/発表者名
      中西和樹・金森主祥
    • 総ページ数
      338
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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