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2022 年度 実績報告書

On-Demandゼオライト触媒材料合成の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20H02528
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

CHAIKITTISILP W.  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 主任研究員 (70732048)

研究分担者 茂木 堯彦  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (30794515)
袖山 慶太郎  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, グループリーダー (40386610)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードゼオライト / ナノ空間 / 吸着等温線 / 固体酸触媒
研究実績の概要

ゼオライトが実用的に利用されるためには、あるニーズに対して骨格構造・化学組成・原子位置の3条件が同時最適化されている必要がある。理想的には、与えられたニーズに対し、もっとも適切な骨格構造・化学組成・原子位置を有するゼオライトを選定し、合成条件を設定して実際に結晶化させることが望ましい。しかしながら、ゼオライトは速度論的効果と平衡論的効果が作用する水熱条件下で合成されるため、このような設計的合成は難しく、数多くのトライ・アンド・エラーを行っているのが現状である。
本研究の目的は、特定の触媒反応に対して最適な骨格構造・化学組成・原子配置を有するゼオライト合成のプラットフォーム、すなわち「オンデマンドゼオライト合成」を構築する。このプラットフォームを確立するために理論科学や機械学習を含むデータ科学を組み合わせた計算機支援による材料合成が有用なアプローチであると考えた。そこで、本研究は先ずゼオライトの骨格構造・化学組成・原子配置を記述できる新規記述子を抽出する方法を開発した。具体的にはゼオライトと中間的な相互作用を有する水蒸気や二酸化炭素ガスの吸着等温線を材料記述子として利用することを提案した。この記述子の有効性を判断するために、低級アルカン脱水素やMethanol-to-Olefins反応を対象として検討した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Materials informatics-guided superior electrocatalyst: A case of pyrolysis-free single-atom coordinated with N-graphene nanomesh2022

    • 著者名/発表者名
      Xia Wei、Hou Zhufeng、Tang Jing、Li Jingjing、Chaikittisilp Watcharop、Kim Yena、Muraoka Koki、Zhang Hongjuan、He Jianping、Han Buxing、Yamauchi Yusuke
    • 雑誌名

      Nano Energy

      巻: 94 ページ: 106868~106868

    • DOI

      10.1016/j.nanoen.2021.106868

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Material Evolution with Nanotechnology, Nanoarchitectonics, and Materials Informatics: What will be the Next Paradigm Shift in Nanoporous Materials?2022

    • 著者名/発表者名
      Chaikittisilp Watcharop、Yamauchi Yusuke、Ariga Katsuhiko
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 34 ページ: 2107212

    • DOI

      10.1002/adma.202107212

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Nanoporous materials × AI: Accelerating the experimental exploration by a data-driven approach2023

    • 著者名/発表者名
      Watcharop Chaikittisilp
    • 学会等名
      1st Kyoto Advanced Porous Science (KAPS) Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoporous materials informatics: How data science can accelerate the exploratory search of efficient nanoporous (electro)catalysts2022

    • 著者名/発表者名
      Watcharop Chaikittisilp
    • 学会等名
      International Chemical Engineering Symposia 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Accelerating the Exploratory Search of Nanoporous Materials for Adsorption and Catalysis: A Data-Driven Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Watcharop Chaikittisilp
    • 学会等名
      4th International Symposium on Porous Materials 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Olefins formation reactions from methanol, ethylene, and their mixture over LTA-type zeolite2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiko Moteki, Takahiro Kimura, Masaru Ogura
    • 学会等名
      International Zeolite Conference (IZC2022)
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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