拡散抵抗が無視小のゼオライトナノ結晶を擬似活性点とした構造体触媒の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360386
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 増田 隆夫 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20165715)
• 研究分担者: 多湖 輝興 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (20304743)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ナノ結晶ゼオライト / テンプレートフリー合成 / 界面活性剤添加効果 / 拡散係数 / ゼオライト触媒膜 / 低級オレフィン / 芳香族アルキル化

研究概要

構造規定剤フリー合成条件において,MFI,MOR,FAUの各ゼオライトの合成と結晶サイズ制御に成功した.ゼオライト結晶のナノサイズ化は,拡散抵抗の低減,および結晶外表面積の増大に効果がある.これらの特徴を利用し,低級オレフィン選択合成用のゼオライト反応・分離膜を開発した.H-ZSM5(MFIゼオライト)ナノクリスタル積層触媒膜型反応器を用いた,アセトンからの低級オレフィンの選択的合成では,充填層反応器と比較し,アセトン転化率とオレフィン収率を向上させることができた.

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Nano-Crystalline MFI Zeolite via Hydrothermal Synthesis in Water/Surfactant/Organic Solvent using Fumed Silica as the Si Source (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Iwakai, T. Tago, H. Konno, Y. Nakasaka, T. Masuda
  • 雑誌名: Micropor. Mesopor. Mater. 巻: 141(1-3) ページ: 167-174
• [雑誌論文] Selective production of isobutylene from acetone over alkali metal ion-exchanged BEA zeolites (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, H. Konno, S. Ikeda, W. Ninomiya, S. Yamazaki, Y. Nakasaka, T. Masuda
  • 雑誌名: Catal. Today 巻: 164(1) ページ: 158-162
• [雑誌論文] Selective synthesis for light olefins from acetone over ZSM-5 zeolites with nano-and macro-crystal sizes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, H. Konno, M. Sakamoto, Y. Nakasaka, T. Masuda
  • 雑誌名: App. Catal. A : Gen. 巻: 403(1-2) ページ: 183-191
• [雑誌論文] Preparation for Size-Controlled MOR Zeolite Nanocrystal using Water/Surfactant/Organic Solvent (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, D. Aoki, K. Iwakai, T. Masuda
  • 雑誌名: Top. Catal. 巻: 52 ページ: 865-871
• [雑誌論文] Control of Acid-Site Location of MFI Zeolite by Catalytic Cracking of Silane and its Application to Olefin Synthesis from Acetone (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, M. Sakamoto, K. Iwakai, H. Nishihara, S. R. Mukai , T. Tanaka, T. Masuda
  • 雑誌名: J. Chem. Eng. Jpn 巻: 42 ページ: 162-167
• [学会発表] Effect of Crystal Size of MFI-type Zeolite on the Light Olefins Selectivity by n-Hexane Cracking (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Konno, T. Okamura, Y. Nakasaka, T. Tago, T. Masuda
  • 学会等名: The 13th Korea Japan symposium on Catalysis
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Effects of Surfactant Addition on Crystallinity and Yield of MFI Zeolites in OSDA-Free Synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, S. Fujiwara, H. Konno, Y. Nakasaka, T. Masuda
  • 学会等名: 5th International FEZA conference
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Adsorption and diffusion phenomena of n-hexane within MFI-type zeolite in vapor phase (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakasaka, T. Kawahara, H. Konno, T. Tago, T. Masuda
  • 学会等名: FEZA conference
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Unique Activity of Iron Oxide Catalysts for Biomass-refinery (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Masuda, T. Tago
  • 学会等名: 14th Asian Chemical Congress 2011
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Novel Synthesis for Zeolite Nanocrystals and Their Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, T. Masuda
  • 学会等名: 14th Asian Chemical Congress 2011
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Uniqueness of Downsized Catalytic Zeolite Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Masuda
  • 学会等名: 6th Asia Pacific Chemical Reaction Engineering Symposium (APCRE'11),Uniqueness of Downsized Catalytic Zeolite Crystals
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Effect of Crystal Size of MFI-type Zeolite on Catalytic Performance in Catalytic Cracking of n-Hexane (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Konno, T. Okamura, Y Nakasaka, T. Tago, T. Masuda
  • 学会等名: The 24th International Symposium on Chemical Engineering
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Synthetic Mechanism of Nano-Crystalline Zeolite in Water/Surfactant/Organic Solvent-Effect of Surfactant Concentration on Crystal Size- (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, Y. Nakasaka, T. Masuda
  • 学会等名: 16th International Zeolite Conference
  • 発表場所: Sorrento, Italy
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Olefins Synthesis From Acetone Over Size-Controlled Zeolite Nanocrystals : Effect of Crystal Size on Catalitic Activity and Stability (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, M. Sakamoto, H. Konno, Y. Nakasaka, T. Masuda
  • 学会等名: ISCRE21 (21st International Symposium on Chemical Reaction Engineering)
  • 発表場所: Philadelphia, America
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Preparation of Mordenite Nanocrystal-layered Membrane for Selective Separation of Water by Pervaporation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakasaka, T. Tago, Y. Sato, R. Hashimoto, T. Masuda
  • 学会等名: IZMM5 (5th Internatinal Zeolite Membrane Meeting)
  • 発表場所: Loutraki, Greece
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Synthetic Mechanism of Nano-Crystalline BEA Zeolite in Water/Surfactant/Organic Solvent (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, A. Hyojyo, T. Masuda
  • 学会等名: EuropaCatIX
  • 発表場所: Salamanca, Spain
  • 年月日: 20090000
• [図書] Zeolite Nanocrystals-Synthesis and Applications- (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tago, T. Masuda
  • 総ページ数: 191-206
  • 出版者: Nanocrystals, SCIYO
• [備考]
  • URL: http://cp1-ms.eng.hokudai.ac.jp/