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2020 年度 実施状況報告書

構造規定剤のアンサンブルテンプレーティングによるゼオライトの新規構造制御法の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K14053
研究機関東京大学

研究代表者

伊與木 健太  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50782174)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードゼオライト / 水熱合成 / 添加剤 / 協奏的相互作用
研究実績の概要

これまでに概念実証を示したアンサンブルテンプレーティングについて、今年度においては適用可能な系の拡張に重点をおいて検討した。具体的には以下の検討を行った。
STW型は酸素4,5,8,10員環から構成され、キラルな細孔構造を有している。キラルな有機構造規定剤 (Organic Structure-Directing Agent, OSDA) を用いてエナンチオマーの作り分けが達成されている唯一の構造であることから、キラル分離剤や不斉触媒としての応用が期待される。しかしながら、STW型ゼオライトは鉱化剤として高い毒性・腐食性を有するフッ化物を用いた合成のみが報告されており、工業生産の観点からフッ化物を使用しない合成法が求められている。そこで、フッ化物の役割を代替すべく、OSDAに加えて、ドライゲルコンバージョン法と構造規定効果を有する骨格金属種(この場合Ge)の組み合わせによるフッ化物法の代替を試みた。結果として、フッ化物を用いないSTW型ゼオライトの合成に成功し、フッ化物を用いずに合成したSTWは従来品と同等の吸着特性を有していた。Geの骨格への導入は29Si NMRを用いて確認し、特徴的なd4rと呼ばれる構造ユニットにGeが選択的に導入され、Ge-O-の欠陥が多く存在していることが示唆された。また、1-ブタノールを用いたZSM-5ゼオライトの合成にも展開し、TPAOHを用いた系と比較して耐久性が向上することを見出した。さらに、フッ化物を用いたシリカライト-1の系においても粒径制御が可能であることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

計画を前倒しして適用系の拡張を進行していることから計画以上に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

合成可能性についていくつかの系において示すことができていることから、更に展開させ得られるゼオライトの特性制御をも可能となるよう、推進していく。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Rapid Synthesis of Hydrothermally Stable ZSM-5 in the Presence of 1-Butanol2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Tatsushi、Liu Zhendong、Iyoki Kenta、Sano Tsuneji、Ando Mariko、Sukenaga Sohei、Shibata Hiroyuki、Okubo Tatsuya、Wakihara Toru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 ページ: 1006~1008

    • DOI

      10.1246/cl.200201

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toward Efficient Synthesis of Chiral Zeolites: A Rational Strategy for Fluoride‐Free Synthesis of STW‐Type Zeolite2020

    • 著者名/発表者名
      Shinno Yuki、Iyoki Kenta、Ohara Koji、Yanaba Yutaka、Naraki Yusuke、Okubo Tatsuya、Wakihara Toru
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 20099~20103

    • DOI

      10.1002/anie.202008233

    • 査読あり
  • [学会発表] 液相を媒介した協奏的相互作用によるゼオライトの超高耐久化技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      伊與木健太
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 招待講演
  • [学会発表] フッ化物を用いないSTW型ゼオライトの合成2020

    • 著者名/発表者名
      新納 裕樹・伊與木 健太・楢木 祐介・大久保 達也・脇原 徹
    • 学会等名
      セラミックス協会 第33回 秋季シンポジウム
  • [学会発表] 共沈法により調製した非晶質アルミノシリケートのイオン交換特性2020

    • 著者名/発表者名
      引地 直道・伊與木 健太・大久保 達也・脇原 徹
    • 学会等名
      セラミックス協会 第33回 秋季シンポジウム
  • [学会発表] 粒子径制御を目的としたフッ化物添加条件下におけるシリカライトー1の多段階合成2020

    • 著者名/発表者名
      大西貴子・伊與木健太 ・大久保達也・脇原徹
    • 学会等名
      第36回ゼオライト研究発表会
  • [学会発表] 粒子径制御を目的としたフッ化物添加条件下におけるシリカライトー1の多段階合成2020

    • 著者名/発表者名
      大西貴子・伊與木健太 ・大久保達也・脇原徹
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会
  • [学会発表] ZSM-5ゼオライトの水熱合成における超音波の影響2020

    • 著者名/発表者名
      陳 靖天・ 伊與木 健太 ・大久保 達也・脇原 徹
    • 学会等名
      セラミックス協会2021年年会

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公開日: 2021-12-27  

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