| 研究課題/領域番号 |
19H00836
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
増田 隆夫 北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (20165715)
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| 研究分担者 |
吉川 琢也 北海道大学, 工学研究院, 助教 (20713267)
中坂 佑太 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30629548)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 化学工学 / ゼオライト / 遷移金属酸化物 / 反応工学 |
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| 研究実績の概要 |
遷移金属酸化物の超微細ナノ粒子を反応場とする触媒開発は、未踏の領域であり『新奇な活性種』の発現可能性を秘めている。『遷移金属酸化物の超微細ナノ粒子化』、『超微細ナノ粒子の高ポテンシャルエネルギーを維持』の実現に向け、ゼオライト結晶内に遷移金属酸化物超微細ナノ粒子を内包した新奇触媒の開発に挑戦するとともに、本触媒を用いた革新的反応の創出を目指して研究を実施した。2020年度までにMFI型構造のゼオライト内に数ナノメートルの酸化鉄ナノ粒子を内包したゼオライト触媒の合成に成功し、その粒子径が反応活性に影響することを明らかにした。本触媒を用いて重質油のモデル物質として選定したブチルベンゼンの接触分解反応の速度論解析を行った。得られた活性化エネルギー値から、本触媒細孔内におけるブチルベンゼンの拡散速度が反応速度を律速していることが示唆された。このことから遷移金属酸化物を内包したゼオライトの高活性化には粒子径の微小化が必要であることがわかった。
本研究で得た知見を活用し、ドライゲルコンバージョン（DGC）法を用いた遷移金属酸化物内包ゼオライト合成方法の改良をおこなったところ、昨年度までにDGC法で得たゼオライトに比べ金属粒子径が小さい遷移金属酸化物内包ゼオライトを調製することに成功した。
本研究で開発した触媒の応用利用として、重質油だけでなくバイオマス由来成分からの有用化学物合成を期待している。酸化鉄を内包したMFI型ゼオライトをバイオマスから抽出した成分の反応に用いたところ、当グループが開発している酸化鉄に比べて目的成分の選択性が高くなった。このことから、本触媒の優位性を確認することができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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