構造と機能性ユニットとの協奏効果を利用した機能性層状ケイ酸塩の合成

層状ケイ酸塩はSiO4四面体から構成されるナノシートが規則的に積層した構造を有し、高い熱安定性および化学安定性を有している。層状物質に酸触媒としても知られる複合酸化物クラスターであるヘテロポリ酸を導入し、層状シートとヘテロポリ酸で囲まれるような隙間を形成する事ができれば、ゼオライトに代表されるようなミクロ細孔を持った新たな固体酸触媒の合成が期待されるため、層状ケイ酸塩はヘテロポリ酸を導入するうえで非常に魅力的な材料である。そこで合成に成功した層状ケイ酸塩HUS-2を用いてヘテロポリ酸の導入を試みた。まず初めに長鎖のアンモニウムカチオンによって層間の拡張を行い、その後アミノ基を有すシリル化剤を層間に固定化することで、HUS-2の層表面をカチオン性とした。そしてアニオン交換を行い、静電的相互作用によってヘテロポリ酸の導入を行った。結果として、ミクロ孔を有する多孔体の合成に成功し、比表面積はヘテロポリ酸導入前と比較して、最大約5倍近く向上し、固体酸としての応用が可能であった。この報告は層状ケイ酸塩とヘテロポリ酸を複合化した初めての報告例である[ Bull. Chem. Soc. Jpn, 87 1379-1385, 2014.]。この他にも「ガリウムで同型置換したP-ZSM-5型ゼオライトの各種金属添加による酸点の再生挙動」[Appl. Catal. A 481 161-168, 2014]、「FAUゼオライト転換によるハイシリカAEI型ゼオライトの合成とそのアンモニア存在下でのNOxの触媒的選択的還元挙動」[J. Mater. Chem. A, 3 857-865, 2015.]に関する課題にも研究協力者とともに取り組み国際学術誌に発表を行った。

層状ケイ酸塩はSiO4四面体から構成されるナノシートが規則的に積層した構造を有し、高い熱安定性および化学安定性を有している。層状物質に酸触媒としても知られる複合酸化物クラスターであるヘテロポリ酸を導入し、層状シートとヘテロポリ酸で囲まれるような隙間を形成する事ができれば、ゼオライトに代表されるようなミクロ細孔を持った新たな固体酸触媒の合成が期待されるため、層状ケイ酸塩はヘテロポリ酸を導入するうえで非常に魅力的な材料である。そこで合成に成功した層状ケイ酸塩HUS-2を用いてヘテロポリ酸の導入を試みた。まず初めに長鎖のアンモニウムカチオンによって層間の拡張を行い、その後アミノ基を有すシリル化剤を層間に固定化することで、HUS-2の層表面をカチオン性とした。そしてアニオン交換を行い、静電的相互作用によってヘテロポリ酸の導入を行った。結果として、ミクロ孔を有する多孔体の合成に成功し、比表面積はヘテロポリ酸導入前と比較して、最大約5倍近く向上し、固体酸としての応用が可能であった。この報告は層状ケイ酸塩とヘテロポリ酸を複合化した初めての報告例である[ Bull. Chem. Soc. Jpn, 87 1379-1385, 2014.]。この他にも「ガリウムで同型置換したP-ZSM-5型ゼオライトの各種金属添加による酸点の再生挙動」[Appl. Catal. A 481 161-168, 2014]、「FAUゼオライト転換によるハイシリカAEI型ゼオライトの合成とそのアンモニア存在下でのNOxの触媒的選択的還元挙動」[J. Mater. Chem. A, 3 857-865, 2015.]に関する課題にも研究協力者とともに取り組み国際学術誌に発表を行った。