強酸性ナノ構造体触媒の創製と固固反応への展開

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760595
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高垣 敦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (30456157)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 固体酸触媒 / ナノシート / メソ多孔体 / 加水分解 / バイオマス変換 / 磁性ナノ粒子 / ナノ構造体

研究概要

水中でも強い酸性を有し,分離回収が可能な新しい強酸性ナノ構造体の合成を行った.層状タンタルモリブデン酸化物およびそのナノシート凝集体が水中にて機能する新しい固体酸となることがわかった.また,ニオブとタングステンからなる複合酸化物のメソ多孔体を新たに合成し,このナノ構造体が優れた酸触媒活性を有することを明らかにした.さらに,スルホ基含有シリカで修飾した磁性ナノ粒子を合成し,セルロースの加水分解反応に応用した.

研究成果

• [雑誌論文] One-pot Synthesis of 2, 5-Diformylfuran from Carbohydrate derivatives by Sulfonated resin and Hydrotalcite-supported Ruthenium Catalysts (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Takagaki, M. Takahashi, S. Nishimura, K. Ebitani
  • 雑誌名: ACS Catalysis 巻: 1 ページ: 562-565
  • DOI: DOI:10.1021/cs200456t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrolysis of Sugars Using Magnetic Silica Nanoparticles with Sulfonic Acid Groups (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Takagaki, M. Nishimura, S. Nishimura, K. Ebitani
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 40 ページ: 1195-1197
  • DOI: DOI:10.1246/cl.2011.1195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and catalytic properties of porous Nb-Mo oxide solid acid (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Tagusagawa, A. Takagaki, A. Iguchi, K. Takanabe, J. N. Kondo, K. Ebitani, T. Tatsumi, K. Domen
  • 雑誌名: Catalysis Today 巻: 164 ページ: 358-363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Mesoporous Ta-W Oxides as Strong Solid Acid Catalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Tagusagawa, A. Takagaki, A. Iguchi, K. Takanabe, J. N. Kondo, K. Ebitani, S. Hayashi, T. Tatsumi, K. Domen
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 22 ページ: 3072-3078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layered and nanosheets tantalum molybdate as solid acid catalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Tagusagawa, A. Takagaki, K. Takanabe, K. Ebitani, S. Hayashi, K. Domen
  • 雑誌名: Journal of Catalysis 巻: 270 ページ: 206-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of post-calcination thermal treatment on acid properties and pores structure of a mesoporous niobium-tungsten oxide
  • 著者名/発表者名: A. Takagaki, C. Tagusagawa, K. Takanabe, J. N. Kondo, T. Tatsumi, K. Domen
  • 雑誌名: Catalysis Today, in press
  • DOI: DOI:10.1016/j.cattod.2011.11.036
  • 査読あり
• [学会発表] HNbWO6ナノシート固体酸触媒を用いた糖類からフルフラール類の合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦,林繁信,菊地隆司, Oyama S. Ted
  • 学会等名: 第109回触媒討論会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] セルロース系バイオマスの変換を目的とした層状ニオブモリブデン酸化物における加水分解反応機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古里省吾,高垣敦,林繁信,菊地隆司, Oyama S. Ted
  • 学会等名: 第14回化学工学会学生発表会
  • 発表場所: 東京工業高等専門学校
  • 年月日: 2012-03-13
• [学会発表] Pore size control of a mesoporous Nb-W mixed oxide by post thermal calcination for highly active solid acid catalysis (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Takagaki, C. Tagusagawa, J. N. Kondo, T. Tatsumi, K. Domen
  • 学会等名: VII International Symposium on Group Five Elements
  • 発表場所: Riccione(Italy)
  • 年月日: 2011-05-09
• [学会発表] Efficient production of furfurals from sugars using heterogeneous acid and base catalysts by one-pot reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Takagaki, M. Ohara, M. Takahashi, S. Nishimura, K. Ebitani
  • 学会等名: The 2010 International Chemical Congress on Pacific Basin Societies(Pacifichem 2010)
  • 発表場所: Hawaii(USA)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Development of magnetically separable solid acid and base catalysts using nanomagnet materials (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nishimura, M. Nishimura, A. Takagaki, K. Ebitani
  • 学会等名: The 2010 International Chemical Congress on Pacific Basin Societies(Pacifichem 2010)
  • 発表場所: Hawaii(USA)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Furfurals Synthesis from Sugars Using Solid Acid and Base Catalysts (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Takagaki, M. Ohara, S. Ghosh, S. Nishimura, K. Ebitani
  • 学会等名: International Symposium on Biomass Conversion. Fundamentals & Applications-
  • 発表場所: Miyazaki(Japan)
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] メソポーラスNb-WおよびTa-W複合酸化物の酸触媒能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田草川カイオ,高垣敦,高鍋和広,野村淳子,林繁信,辰巳敬,堂免一成
  • 学会等名: 第105回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] 糖加水分解のための磁性ナノ粒子固体酸触媒の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村昌敏,西村俊,高垣敦,海老谷幸喜
  • 学会等名: 第105回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Highly active mesoporous Nb-W oxide solid acid catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Tagusagawa, A. Takagaki, A. Iguchi, K. Takanabe, J. N. Kondo, K. Ebitani, S. Hayashi, T. Tatsumi, K. Domen
  • 学会等名: The 6th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology & the 5th Asia Pacific Congress on Catalysis(TOCAT6/APCAT5)
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] Synthesis and characterization of mesoporous TaxW(10-x) oxides as strong solid acid catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Tagusagawa, A. Takagaki, A. Iguchi, K. Takanabe, J. N. Kondo, K. Ebitani, S. Hayashi, T. Tatsumi, K. Domen
  • 学会等名: Pre-conference of TOCAT6/APCAT5 ; Recent Progress of Environment & Energy Related Catalysts
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Synthesis and characterization of mesoporous NbxW(10-x) oxide as strong solid acid catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: C. Tagusagawa, A. Takagaki, S. Hayashi, K. Domen
  • 学会等名: 16th International Zeolite Conference joint with the 7th International Mesostructured Materials Symposium(IZC-IMMS)
  • 発表場所: Sorrento(Italy)
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] 固体酸塩基触媒を用いたバイオマス由来原料の変換反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦
  • 学会等名: 触媒学会若手会第21回フレッシュマンゼミナール
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-22
• [図書] Domen, Nova Science Publishers, Niobium : Properties, Production and Applications(Ed. Thomas M. Wong) Chapter 2 (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Tagusagawa, A. Takagaki, J. N. Kondo, K.
  • 総ページ数: 47-78
  • 出版者: Studies on novel solid acid catalyst of niobium-based oxides with mesoporous, layered and nanosheet structures
• [図書] 触媒調製ハンドブック第2編,第3章, 15節 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高垣敦,堂免一成,エヌ・ティー・エス
  • 総ページ数: 200-201
  • 出版者: HTiNb05, HNb308, HNbW06, HNbMo06ナノシート