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Molecular level studies of advanced phosphide catalysts with high activity in hydrodeoxygenation

研究課題

研究課題/領域番号 26289301
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 触媒・資源化学プロセス
研究機関東京大学

研究代表者

大山 茂生  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50572939)

研究分担者 阪東 恭子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 化学プロセス研究部門, 主任研究員 (50357828)
高垣 敦  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30456157)
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
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード水素化脱酸素 / バイオマス / 遷移金属リン化物触媒 / バイオオイル / 反応機構 / 環状エステル / in situ XAFS / 触媒・化学プロセス / リン化物触媒 / XAFS / リン化物
研究成果の概要

バイオマスの熱分解は石油由来燃料を代替するものとして大きなポテンシャルを有しているが、熱分解油は発熱量が低く、熱的・化学的に不安定であることから、固体触媒による改質が必要である。
0.5MPaにてガンマバレロラクトンの水素化脱酸素を種々のMCM-41担持金属リン化物触媒を用いて行った。触媒活性の序列は、Ni2P > CoP > MoP > WPとなった。全ての触媒においてGVLの開環反応がまず進行し、ペンタン酸が得られた。その後水素化によりペンタナールが生成した。Ni2PおよびCoP上では脱炭酸がおこり、一酸化炭素とともにC4飽和炭化水素が選択的に得られることがわかった。

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

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] 1.Hydrodeoxygenation of gamma-valerolactone on transition metal phosphide catalysts2017

    • 著者名/発表者名
      Gwang-Nam Yun, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, S. Ted Oyama
    • 雑誌名

      Catalysis Science and Technology

      巻: 7 号: 1 ページ: 281-292

    • DOI

      10.1039/c6cy02252a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic and Infrated Spectroscopy Study of Hydrodeoxygenation of 2-Methyltetrahydrofuran on a Nickel Phosphide Catalyst at Atmospheric Pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Phuong Bui, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, S. Ted Oyama
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 6 号: 11 ページ: 7701-7709

    • DOI

      10.1021/acscatal.6b02396

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactions of 2-Methyltetrahydropyran on Silica-Supported Nickel Phosphide in Comparison with 2-Methyltetrahydrofuran2016

    • 著者名/発表者名
      Phuong Bui, S. Ted Oyama, Atsushi Takagaki, Brad P. Carrow, Kyoko Nozaki
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 6 号: 7 ページ: 4549-4558

    • DOI

      10.1021/acscatal.6b01033

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Upgrading of Pyrolysis Bio-oil using Nickel Phosphide Catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Natsume Koike, Sou Hosokai, Atsushi Takagaki, Shun Nishimura, Ryuji Kikuchi, Kohki Ebitani, Yoshizo Suzuki, S. Ted Oyama
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 333 ページ: 115-126

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2015.10.022

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nature of active sites in Ni2P hydrotreating catalysts as probed by iron substitution2015

    • 著者名/発表者名
      H. Zhao, S.T. Oyama, H-J. Freund, R. Wlodarczyk, M. Sirerka
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 164 ページ: 204-216

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2014.09.010

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of Phenol and Cresol from Guaiacol on Nickel Phosphide Catalysts Supported on Acidic Supports2015

    • 著者名/発表者名
      S.T. Oyama, T. Onkawa, A. Takagaki, R. Kikuchi, S. Hosokai, Y. Suzuki, K.K. Bando
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis

      巻: 58 号: 4-6 ページ: 201-210

    • DOI

      10.1007/s11244-015-0361-5

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Active Sites in Ni2P/USY Catalysts for the Hydrodeoxygenation of 2-Methyltetrahydrofuran2015

    • 著者名/発表者名
      A. Cho, A. Takagaki, R. Kikuchi, S.T. Oyama
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis

      巻: 58 号: 4-6 ページ: 219-231

    • DOI

      10.1007/s11244-015-0363-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kinetic and FTIR studies of 2-methyltetrahydroguran hydrodeoxygenation on Ni2P/SiO22014

    • 著者名/発表者名
      A. Cho, H. Kim, A. Iino, A. Takagaki, S.T. Oyama
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 318 ページ: 151-161

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2014.07.021

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic pyrolysis with ZSM-5 based additive as co-catalyst to Y-zeolite in two reactor configurations2014

    • 著者名/発表者名
      O.D. Mante, F.A. Agblevor, S.T. Oyama, R. McClung
    • 雑誌名

      Fuel

      巻: 117 ページ: 649-659

    • DOI

      10.1016/j.fuel.2013.09.034

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic studies of hydrodeoxygenation of 2-methyltetrahydrofuran on a Ni2P/SiO2 catalyst at medium pressure2014

    • 著者名/発表者名
      A. Iino, A. Cho, A. Takagaki, R. Kikuchi, S.T. Oyama
    • 雑誌名

      Journal of Catalysis

      巻: 311 ページ: 17-27

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2013.11.002

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of contact time, reaction temperature, and reactant pressure on reaction sequences2017

    • 著者名/発表者名
      Pengfei Yang, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, S. Ted Oyama
    • 学会等名
      Pure and Applied Chemistry International Conference (PACCON 2017)
    • 発表場所
      バンコク(タイ)
    • 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] Kinetic and Spectroscopic Studies of Catalytic Mechanisms: Hydrodeoxygenation of Biomass Feedstocks on Transition Metal Phosphides2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama, Ayako Iino, Ara Cho, Phuong Bui, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, Kyoko Bando
    • 学会等名
      16th International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 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] Kinetics and mechanisms of catalytic reactions: hydrodeoxygenation of model bio-oil compounds on nickel phosphide2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama
    • 学会等名
      The 16th International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      China National Convention Center, 北京(中国)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 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] Effect of contact time, reaction temperature, and reactant pressure on reaction sequences: The case of guaiacol hydrodeoxygenation on Ni phosphide catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama, Pengfei Yang, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi
    • 学会等名
      251st American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      サンディエゴ(アメリカ)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属リン化物触媒を用いたバイオオイルのアップグレーディング2016

    • 著者名/発表者名
      高垣敦、菊地隆司、S. Ted Oyama
    • 学会等名
      石油学会ジュニア・ソサイアティ 北海道・東北地区講演会
    • 発表場所
      秋田県秋田市、秋田大学
    • 年月日
      2016-02-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic and kinetic studies of catalytic mechanisms: Hydrodeoxygenation of biomass model compounds on phosphides of transition metals2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama
    • 学会等名
      Center for Investigation in Catalysis (CICAT30)
    • 発表場所
      ブラカマンガ(コロンビア)
    • 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] Kinetics and mechanism of hydrodeoxygenation of a model biomass compound on nickel phosphide2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama
    • 学会等名
      The 8th Sino-US Joint Conference of Chemical Engineering
    • 発表場所
      East China University of Science and Technology, 上海(中国)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic and spectroscopic studies of catalytic mechanisms: Hydrodeoxygenation of biomass feedstocks on transition metal phosphides2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama, Ayako Iino, Jieun Shin, Phoung Bui, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, Kyoko Bando
    • 学会等名
      250th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      ボストン(アメリカ)
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic and Spectroscopic Studies of Catalytic Mechanisms2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama, Ayako Iino, Ara Cho, Jieun Shin, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, Phuong Bui, Kyoko Bando
    • 学会等名
      XIV Mexican Congress on Catalysis, V International Congress on Catalysis
    • 発表場所
      Valle de Bravo, State of Mexico (メキシコ)
    • 年月日
      2015-04-19 – 2015-04-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanotechnology in Catalysis2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama, Ayako Iino, Ara Cho, Jieun Shin, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, Phuong Bui, Kyoko Bando
    • 学会等名
      Coloquium: Trends, Challenges, and Opportunities in Catalysis in the 21st Century
    • 発表場所
      Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Mexico City (メキシコ)
    • 年月日
      2015-04-16 – 2015-04-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン化ニッケル触媒を用いた熱分解バイオオイルの脱酸素化改質2015

    • 著者名/発表者名
      小池夏萌、高垣敦、菊地隆司、Oyama, S. Ted 、西村俊、海老谷幸喜、細貝聡、鈴木善三
    • 学会等名
      第115回触媒討論会
    • 発表場所
      成蹊大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-23 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic and Spectroscopic Studies of Catalytic Mechanisms2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama, Ayako Iino, Ara Cho, Jieun Shin, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, Phuong Bui, Kyoko Bando
    • 学会等名
      Mini Symposium on Nanocatalysis for Energy and Environmental Applications
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県)
    • 年月日
      2015-02-09 – 2015-02-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン化ニッケル触媒を用いた熱分解バイオオイルの水素化脱酸素2014

    • 著者名/発表者名
      小池夏萌、細貝聡、高垣敦、西村俊、菊地隆司、海老谷幸喜、鈴木善三、S. Ted Oyama
    • 学会等名
      化学工学会 第46回秋季大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic and Spectroscopic Studies of Catalytic Mechanisms: Hydrodeoxygenation of Biomass Feedstocks on Transition Metal Phosphides2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ted Oyama, Ayako Iino, Jeun Shin, Ara Cho, Phuong Bui, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, Kyoko Bando
    • 学会等名
      248th ACS National Meeting
    • 発表場所
      moscone center, サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン化ニッケル触媒を用いた熱分解バイオオイル製造2014

    • 著者名/発表者名
      小池夏萌、高垣敦、菊地隆司、S. Ted Oyama、細貝聡、鈴木善三、西村俊、海老谷幸喜
    • 学会等名
      第23回日本エネルギー学会大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 年月日
      2014-07-19 – 2014-07-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of Hydrodeoxygenation: Transition Metal Phosphides2014

    • 著者名/発表者名
      S. T. Oyama
    • 学会等名
      Workshop on Materials and Catalysis for Clean Energy
    • 発表場所
      マラガ(スペイン)
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Studies of Reaction Mechanisms by Transient Observation of Adsorbed Intermediates2014

    • 著者名/発表者名
      S. T. Oyama
    • 学会等名
      7th Singapore Catalysis Forum
    • 発表場所
      Biopolis, シンガポール(シンガポール)
    • 年月日
      2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン化ニッケル触媒を用いた熱分解バイオオイルの脱酸素化2014

    • 著者名/発表者名
      小池夏萌、飯野彩子、Phuong Bui、細貝聡、高垣敦、菊地隆司、S. T. Oyama
    • 学会等名
      第3回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京都)
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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