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プロジェクト紹介

構造および形状制御による多孔体材料の高機能化に関する研究

多孔体材料をナノレベルで構造や形状を制御する方法を開発し,高機能化することにより,多孔体材料の新たな利用法を開発する.

プロジェクト期間

2020年度プロジェクト [ 2019年度〜継続中 ]

目的

 多孔体材料は高表面積を有することから,固体触媒や吸着剤として広く用いられている.多孔体材料をナノレベルで構造や形状を制御し,新規多孔体材料を創製することによって,固体触媒や吸着剤を高機能化すること,および,新たな多孔体材料の利用法を開発することを目的とする.

 

内容

 多孔体材料であるゼオライトは固体触媒として広く用いられている.近年,化学反応にマイクロ波加熱を用いると,エネルギー効率が高い反応システムが得られるため,様々な触媒反応が報告されている.しかし,ゼオライトはマイクロ波加熱によりほとんど加熱されないため,マイクロ波加熱による反応に触媒として用いることが適していない.そこで,層状のMWW型ゼオライト前駆体(反応場)と,マイクロ波加熱により発熱する層状の金属酸化物(加熱場)を交互に積層することによって,マイクロ波加熱が可能であり,且つ,熱を加熱場から反応場へ効率よく伝えることができる新規固体触媒の開発を行う.
 また,一次元細孔を有するTON型ゼオライトは,直鎖炭化水素が鎖の軸方向に向かって入ることができる細 孔を有している.このゼオライトの細孔内部にのみ白金粒子を導入することができれば,白金の触媒作用により,直鎖炭化水素の末端の水素が選択的に脱水素されると考えられる.しかし,通常の方法で白金を導入するとTON型ゼオライト粒子の外表面にも白金が存在することになり,末端以外の水素が脱水素される.そこで,細孔内部のみに白金を導入するために,粒子の内部のみアルミニウムが存在するコアーシェル構造のTON型ゼオライトの合成法を開発する.アルミニウムが存在するコア部分にのみイオン交換点が発現することを利用して,イオン交換により白金を導入する方法を開発する.
 以上のように,多孔体材料であるゼオライトの構造や形状を制御することによって,高機能化材料の開発を行う.

 

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