前駆体集積プロセスの制御による合理的なゼオライト合成の実現

通过控制前驱体积累过程实现沸石的合理合成

• 批准号: 18J14354
• 负责人: 山田 大貴
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14354/
• 关键词: ゼオライト; 二体分布関数; 非晶質前駆体

本研究ではまず無機カチオンを包接する非晶質アルミノシリケートの構造解析を目指した。本研究ではX線異常散乱法を用いた特定の無機カチオン周辺の部分相関解析を実施した。その結果RHO型ゼオライト中でCsが存在する位置であるd8rユニット由来の構造に類似したパターンが非晶質前駆体サンプルで確認され、ANAなどのほかの結晶構造と比べてRHO型ゼオライト前駆体中のCs周辺にすでにd8r類似構造がCs周辺に誘起されている可能性が示唆された。このような知見はこれまでのアプローチでは明らかにすることが困難であった領域であり、ゼオライト結晶化メカニズム解明における本手法の有用性が示された。また、有機構造規定剤（OSDA）を包接する非晶質アルミノシリケートの構造を選択的に抽出することでOSDAがゼオライトの結晶化の過程でどのようなアルミノシリケート構造を誘起するか明らかにした。具体的にはOSDAの焼成除去前後の散乱パターンの差分を取りOSDAに関係する相関を抽出する方法、並びに中性子線（X線と比較して軽元素の散乱が強い）とX線の散乱から算出したPDF解析を併用することでOSDAに包接するアルミノシリケート構造の直接的な評価を試みた。その結果、*BEA型ゼオライト前駆体中でOSDAがクラスター構造を形成していることが強く示唆された。このようにX線・中性子線散乱を組み合わせることで有機物・アルミノシリケート骨格の両者の構造を包括的に理解することが可能になることが示された。そして、in situ条件下でのHEXTS法によるPDF解析に加えて、上述のX線異常散乱法や有機物差分法で適用した差分解析を駆使することで誘導時間中の微小な構造変化を可視化することを目指した。その結果、誘導期間中においてアルミノシリケート種の縮合が進行しゼオライト前駆体中のリング分布が徐々に変化していく過程が初めて明らかになった。

This study で は ま ず inorganic カ チ オ ン を inclusion す る amorphous ア ル ミ ノ シ リ ケ ー ト の structure を refers し た. In this study, the で で X-ray anomaly dispersion method を uses the で た た specific <s:1> inorganic カチ <s:1> <s:1> <s:1> zhou 辺 <s:1> partial correlation analysis を practical application た. Type そ の results RHO ゼ オ ラ イ ト there are Cs が で す る position で あ る d8r ユ ニ ッ ト に origin の structure similar し た パ タ ー ン が amorphous 駆 body before サ ン プ ル で confirm さ れ, ANA な ど の ほ か の crystal structure と than べ て RHO type ゼ オ ラ イ ト 駆 body の Cs in the weeks before 辺 に す で に d8r similar tectonic が Cs weeks 辺 に induced さ Youdaoplaceholder0 れて る possibility が indication された. こ の よ う な knowledge は こ れ ま で の ア プ ロ ー チ で は Ming ら か に す る こ と が difficult で あ っ た field で あ り, ゼ オ ラ イ ト crystallization メ カ ニ ズ ム interpret に お け る this gimmick の usefulness が shown さ れ た. ま た tonic (OSDA), organic structure regulations を inclusion す る amorphous ア ル ミ ノ シ リ ケ ー ト の tectonic を sentaku に drew す る こ と で OSDA が ゼ オ ラ イ ト の crystallization process の で ど の よ う な ア ル ミ ノ シ リ ケ ー ト tectonic を induced す る か ら Ming か に し た. Before and after the concrete に は OSDA の 焼 to remove の scattered パ タ ー ン の difference を take り OSDA に masato is す る phase masato を spare す る method, and び に in temper line (X-ray と compare し て 軽 element の scattered が い) と X-ray の scattered か ら calculate し た PDF parsing を and す る こ と で OSDA に inclusion す る ア ル ミ ノ シ リ ケ ー ト tectonic の straight The following な evaluation 価を test みた. そ の results, * BEA ゼ オ ラ イ ト before 駆 body で OSDA が ク ラ ス タ を ー structure form し て い る こ と が く and shown strong sucking さ れ た. こ の よ う に temper line in X-ray, scattered を group み close わ せ る こ と で organics, ア ル ミ ノ シ リ ケ ー ト bone の struck を の structure includes に understand す る こ と が may に な る こ と が shown さ れ た. そ し て, the in situ conditions で の HEXTS method に よ る PDF parsing に plus え て, the above の X-ray abnormalities scattered や organic difference method で applicable し た difference resolution を 駆 make す る こ と で の tiny な structural variations in induction time を visualization す る こ と を refers し た. そ の results, during the induction of に お い て ア ル ミ ノ シ リ ケ ー ト kind of の condensation が し ゼ オ ラ イ ト before 駆 body の リ ン グ distribution が xu 々 に variations change し て い く process early が め て Ming ら か に な っ た.

项目成果

Comparative study of aluminosilicate glass and zeolite precursors in terms of Na environment and network structure

• DOI: 10.1016/j.micromeso.2018.05.006
• 发表时间: 2018-11
• 期刊: Microporous and Mesoporous Materials
• 影响因子: 5.2
• 作者: Hiroki Yamada;Sohei Sukenaga;K. Ohara;Chokkalingam Anand;M. Ando;H. Shibata;T. Okubo;T. Wakihara

高エネルギーX線及び中性子全散乱法を併用した*BEA型ゼオライト非晶質前駆体中における有機構造規定剤周辺の構造形成の解明

使用高能 X 射线和中子全散射方法阐明 *BEA 型沸石无定形前驱体中有机结构导向剂周围的结构形成

• 发表时间: 2019
• 作者: 山田大貴;小野寺陽平;梅田匡;村岡恒輝;Chokkalingam Anand;尾原幸治;池田一貴;大友季哉;Liu Zhendong;大久保達也;脇原徹
• 通讯作者: 脇原徹

量子ビームを用いたゼオライト結晶化メカニズムの解明

使用量子束阐明沸石结晶机制

• 发表时间: 2018
• 作者: 山田大貴;小野寺陽平;梅田匡;村岡恒輝;Chokkalingam Anand;尾原幸治;池田一貴;大友季哉;Liu Zhendong;大久保達也;脇原徹;山田大貴
• 通讯作者: 山田大貴

Structural Evolution of Amorphous Precursors towards Zeolites Visualized by in-situ Relative PDF Approach

通过原位相对 PDF 方法可视化非晶前驱体向沸石的结构演化

• 发表时间: 2018
• 作者: Hiroki Yamada;Sohei Sukenaga;Koji Ohara;Chokkalingam Anand;Mariko Ando;Hiroyuki Shibata;Tatsuya Okubo and Toru Wakihara;Hiroki Yamada
• 通讯作者: Hiroki Yamada