ゼオライト・メソポーラスコンポジットマテリアルの合成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750725
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 近江 靖則 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (50313713)
• Keywords: 計算化学 / ゼオライト / メソポーラスマテリアル

Research Abstract

メソポーラスシリカは細孔壁が非晶質であるが、高い比表面積を有し極めて規則性の高いメソ孔を持つため、.ゼオライトの細孔径で扱うことが出来なかった大きな分子の関与する触媒反応や、吸着・分離などへの応用が期待されている。しかし、メソポーラスシリカの骨格構造は全てシリカから構成されているため、ゼオライトのような固体酸性やイオン交換能を示さないことから、メソポーラスシリカの高機能化が盛んに研究されている。その中でも、メソポーラスシリカ中のシラノール基との反応を用いて、メソポーラスシリカ骨格構造中へ金属を導入するPost-synthesis法が用いられている。しかし、導入された金属の全てがイオン交換能や固体酸性を発現せず、ほとんどがルイス酸性を形成していることが多くの研究者により報告されている。そのことから、メソポーラスシリカの細孔壁をゼオライト類似の構造にすることにより、ゼオライトと同様な固体酸性の形成が試みられている。その方法として、メソポーラスシリカ合成中、または合成後にゼオライトを合成するための結晶化調整剤を導入して細孔壁の非晶質シリカをゼオライト結晶に変化させる方法がほとんどであるが、細孔壁を全てをゼオライト類似構造にすることは困難である。そこで、計算科学手法と実験的手法を活用し、ゼオライト・メソポーラスコンポジットマテリアルの合成を試みた。その結果、今年度は、シミュレーションによりメソポーラスシリカの細孔壁は非晶質であるが、層状構造をとることを明らかにした。また、層状構造を結晶化することにより、ゼオライト類似構造を形成できるものと思われる。

Research Products

• [Publications] Y.Oumi, K.Azuma, T.Ikeda, S.Sasaki, T.Sano: "The modeling of wall structure of siliceous MCM-41 based on the formation process"Studies in Surface Science and Catalysis. (in presee). (2002)
• [Publications] S.Sumiya, Y.Oumi, T.Uozumi, T.Sano: "Characterization of AlSBA-15 prepared by post-synthesis alumination with trimethylaluminium"J. Mater. Chem.. 11. 1111-1115 (2001)
• [Publications] Y.Oumi, H.Takagi, S.Sumiya, R.Mizuno, T.Uozumi, T.Sano: "Novel post-synthesis alumination method for MCM-41 using trimethylaluminum"Microporous and Mesoporous Mater. (in presee). (2002)