ゼオライトの酸強度制御因子の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560721
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 片田 直伸 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00243379)
• 研究分担者: 丹羽 幹 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10023334) ; 奥村 和 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30294341)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ゼオライト / 固体酸触媒 / 量子化学計算 / アルカン分解 / 石油精製 / 構造活性相関 / アンモニアIRMS-TPD / 赤外分光

研究概要

アンモニアIRMS-TPD(赤外/質量分析昇温脱離)法による実測とDFT(密度汎関数理論)による計算を照合し,ゼオライトの構造と酸強度の関係を解析した.AlOHSiユニットが幾何学的な効果によって横から押されるとAlO距離が縮み,OHの電子がルイス酸性のAlに求引され,酸強度が強くなることがわかった.また未知のゼオライトの酸強度を予測できるようになった

研究成果

• [雑誌論文] Ammonia IRMS-TPD measurements on Bronsted acidity of proton-formed SAPO-34 (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsuki Suzuki, Takuma Nishio, Naonobu Katada, German Sastre, Miki Niwa
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. vol.13 ページ: 3311-3318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational Study of Bronsted Acidity of Mordenite : Effect of the Electric Field on the Infrared OH Stretching Frequencies (2010)
  • 著者名/発表者名: German Sastre, Naonobu Katada, Miki Niwa
  • 雑誌名: J Phys.Chem., C vol.114 ページ: 15424-15431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of Acidity of H-SSZ-35 by a Combined Method of IRMS-TPD Experiment and DFT Calculation (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsuki Suzuki, Naonobu Katada, Miki Niwa
  • 雑誌名: Catal.Lett. vol.140 ページ: 134-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ammonia IRMS-TPD Characterization of Bronsted Acid Sites in Medium-pore Zeolites with Different Framework Topologies (2010)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Katada, Katsuki Suzuki, Takayuki Noda, Min Bum Park, Hyung-Ki Min, Suk Bong Hong, Miki Niwa
  • 雑誌名: Top.Catal vol.53 ページ: 664-671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation of the Cracking Activity with Solid Acidity and Adsorption Property on Zeolites (2010)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Katada, Katsuki Suzuki, Takayuki Noda, Wataru Miyatani, Fumihiko Taniguchi, Miki Niwa
  • 雑誌名: App L CataL, A : Gen. vol.373 ページ: 208-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined Study of Ammonia IRMS-TPD Experiment and DFT Calculation to Characterize Zeolite Acidity(総説) (2010)
  • 著者名/発表者名: Miki Niwa, Naonobu Katada
  • 雑誌名: Jpn.Petri.Inst. vol.52 ページ: 172-199
• [雑誌論文] Correlation between Bronsted Acid Strength and Local Structure in Zeolites (2009)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Katada, Katsuki Suzuki, Takayuki Noda, German Sastre, Miki Niwa
  • 雑誌名: J.Phys.Chem., C vol.113 ページ: 19208-19217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biodiesel Production Using Heteropoly Acid-Derived Solid Acid Catalyst H4PNbW11040/W03-Nb205 (2009)
  • 著者名/発表者名: ONaonobu Katada, Tsubasa Hatanaka, Mitsuo Ota, Kazuhiro Yamada, Kazu Okumura, Miki Niwa
  • 雑誌名: Appl.Catal., A : Gen. vol.363 ページ: 164-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of Number and Strength Distribution of Bronsted and Lewis Acid Sites on Sulfated Zirconia by Ammonia IRMS-TPD Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Katada, Takuya Tsubaki, Miki Niwa
  • 雑誌名: Applied Catalysis, A : General vol.340 ページ: 76-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Ethanol by Vapor Phase Hydration of Ethene over Tungsta Monolayer Catalyst Loaded on Titania (2008)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Katada, Yohei Iseki, Akira Shichi, Nobuo Fujita, Iwao Ishino, Kazuhiro Osaki, Tatsuya Torikai, Miki Niwa
  • 雑誌名: Applied Catalysis, A : General vol.349 ページ: 55-61
  • 査読あり
• [学会発表] MFIゼオライトのブレンステッド酸強度の分布:アンモニアIRMS-TPD測定とDFT計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸, German Sastre, 丹羽幹
  • 学会等名: 第107回触媒討論会
  • 発表場所: 八王子,首都大学東京南大沢キャンパス
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] 同じ骨格構造を有するケージ状小口径ゼオライトとシリコアルミノホスフェートモレキュラーシープの酸性質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 南野一馬, 片田直伸, Jun Kyu Lee, Jiho Shin, Suk Bong Hong, 丹羽幹
  • 学会等名: 第107回雛搦会
  • 発表場所: 八王子,首都大学東京南大沢キャンパス
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] Ammonia IRMS-TPD method for analysis of acidic properties of oxide monolayer catalysts loaded on basic metal oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishi, Tatsuya Torikai, Naonobu Katada, Miki Niwa
  • 学会等名: PACIFICHEM
  • 発表場所: Honolulu Convention Center, Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Catalytic activity for cracking of tetralin of zeolite (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Ikeda, Naonobu Katada, Miki Niwa
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu Convention Center, Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] 固体酸塩基触媒 (2010)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸
  • 学会等名: 第4回鱗適揚,(招待講演)
  • 発表場所: 松江,松江ニューアーバンホテル
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] Ammonia IRMS-TPD method for analysis of acidic properties of oxide monolayer catalysts loaded on basic metal oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Katada, Yasuhiro Nishi, Tatsuya Torikai, Miki Niwa
  • 学会等名: TOCAT6/APCAT5
  • 発表場所: Sapporo Convention Center, Sapporo
  • 年月日: 2010-07-22
• [学会発表] What controls the acid strength of zeolite? An answer from a relationship between the ammonia desorption energy and geometric parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸
  • 学会等名: Japan-UK Symposium : Catalysis for a Sustainable World,(招待講演)
  • 発表場所: Chemistry Centre, urlington House, London
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Dependence of Acid Strength of Zeolite on AlO Distance (2010)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸, 丹羽幹
  • 学会等名: Workshop : Challenges in Zeolites Synthesis and Catalysis
  • 発表場所: Conference Centre in Chateau Liblice, Liblice, Czech Republic
  • 年月日: 2010-07-11
• [学会発表] Ammonia IRMS-TPD and DFT applied to zeolites (2010)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸
  • 学会等名: International Workshop on Oxide Surface,(招待講演)
  • 発表場所: ナスパニューオータニリゾート湯沢(新潟県)
  • 年月日: 2010-01-14
• [学会発表] Ammonia IRMS-TPD characterization of Bronsted acid sites in medium pore zeolites with different framework topologies (2009)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Katada, Katsuki Suzuki, Takayuki Noda, Min Bum Park, Hyung-Ki Min, Suk Bong Hong, Miki Niwa
  • 学会等名: The 12th Japan-Korea Symposium on Catalysis
  • 発表場所: 秋田キャッスルホテル(秋田県)
  • 年月日: 2009-10-14
• [学会発表] 各種ゼオライトのブレンステッド酸点上でのアンモニア吸着熱とアルカン分解活性化エネルギーの相関 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸, 鈴木克生, 野田敬之, 宮谷亘, German Sastre, 丹羽幹
  • 学会等名: 第104回触媒討論会
  • 発表場所: シーガイヤ(宮崎県)
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] Dependence of Acid Strength of H-form Zeolite on Structural Compression through Shortening of Al-O Distance (2009)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸, 鈴木克生, 野田敬之, 丹羽幹
  • 学会等名: ZMPC2009
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2009-08-03
• [学会発表] ゼオライト上でのアルカン分解の活性化エネルギーのブレンステッド酸強度依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸, 鈴木克生, 野田敬之, 宮谷亘, German Sastre, 丹羽幹
  • 学会等名: 第58回石油学会研究発表会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] ゼオライト結晶構造の酸強度への影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片田直伸, 鈴木克生, 野田敬之, 丹羽幹
  • 学会等名: 第24回ゼオライト研究発表会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2008-11-25
• [図書] 触媒調製ハンドブック,一部執筆 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩本正和(監修)
  • 総ページ数: 800
  • 出版者: NTS
• [図書] Characterization and Design of Zeolite Catalysts : Solid Acidity, Shape Selectivity and Loading Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: Miki Niwa, Naonobu Katada, Kazu Okumura
  • 総ページ数: 184
  • 出版者: Springer
• [産業財産権] 赤外スペクトルからの酸点の量・強度算出方法 (2011)
  • 発明者名: 片田直伸, 鈴木克生, 野田敬之, 丹羽幹
  • 権利者名: 国立大学法人鳥取大学・日本ベル株式会社
  • 産業財産権番号: 特許,4674823
  • 取得年月日: 2011-02-04