層状無機水酸化物を基盤とするIntercalation Catalystsの創成

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06852
• 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: 千葉大学
• 研究代表者: 原 孝佳 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60437358)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: アニオン交換反応 / 層状無機水酸化物 / インターカレーション / 不均一系触媒

研究成果の概要

希土類元素のなかで，Y(III)カチオンからなる層状水酸化物(Y-LRH)を合成し，長鎖アルキルカルボン酸アニオンをピラーゲストとして導入し，層間隔の精密制御を施した触媒を設計した．層間隔を制御した触媒を用いて水溶媒中でのクネベナーゲル縮合反応を行ったところ，酢酸アニオンを導入したY-LRH触媒(C2/Y-LRH)が特異的に高い触媒活性を示し，有効な固体塩基触媒として機能した．時分解放射光粉末X線回折(SXRD)結果より，高活性が発現した要因は反応溶媒により極めて迅速な層間隔の拡張であると考えられる．得られた触媒は，高い活性を保持したまま再使用が可能であった．

自由記述の分野

触媒化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

層状無機水酸化物の規制された層間内を制御可能なナノサイズの反応場と捉え，触媒活性種および基質活性化能を集積するのみならず，基本層をも反応活性点として自在に操る協奏機能型触媒の設計は，従来の活性種固定化法とは一線を画した極めて独創的なものである．特に，触媒材料として殆ど利用されていない層状無機水酸化物を基盤とし，且つアニオン交換反応を駆使した触媒設計およびその機能を開拓したことにより，機能創成という科学技術的な成果のみならず，実工業プロセス触媒への応用展開という観点からも極めてインパクトが大きいものである．