Research
Introduction
当研究室では、グリーンケミストリーやクリーンなエネルギーを生み出すための反応プロセスの実現を目指し、低環境負荷プロセス実現のためのキーマテリアルとして注目されている金属酸化物を原子・分子レベルからメソ、マクロレベルで制御する合成とその応用に関する研究を行っています。
現在、主に取り扱っている材料は以下の通りです。
- ポリオキソメタレート（Polyoxometalate）
- ゼオライト（Zeolite）
Polyoxometalate
前周期遷移金属のうち5族および6族のオキソ酸アニオンは酸性条件下で縮合して、ポリオキソメタレート(Polyoxometalate: POM)と呼ばれる分子性多核オキソ酸アニオンを作ります。このポリオキソメタレートは様々な元素との組み合わせで多彩な構造が可能であることに加え、強酸性質、多彩な酸化還元能および酸化条件化での高い安定性を持つことから酸触媒および酸化還元触媒として優れた材料です。我々は、このポリオキソメタレートを用いて新しい材料の開発を行っています。現在、進行中のテーマは「新規ポリオキソメタレート化合物の合成と構造解析」、「ポリオキソメタレートの自己集合による新規金属酸化物の合成と構造解析」、「ポリオキソメタレートを用いた触媒材料の開発」、「ポリオキソメタレートを用いた新規規則的多孔体の合成と構造解析」です。
Zeolite
オンデマンドなゼオライト合成
ゼオライトは、分子レベルの大きさの均一なミクロ細孔を有する結晶性アルミノケイ酸塩です。ゼオライトはその“分子ふるい作用”、“固体酸性”、“イオン交換能”等により、我々の生活を身近で支える機能性ナノ空間材料として古くから幅広い分野で利用されています。一方で、ゼオライトの合成過程は非常に複雑であるため、その合理的な制御が現状難しく、産業発展やさらなる用途・市場の開拓に対してボトルネックになっています。我々は、合成段階から狙って目的の特性を持ったゼオライトを合成する“オンデマンドな”ゼオライト合成を目標に研究を行っています。ゼオライト合成中に存在する中間体を分子レベルで解明しその結晶化メカニズムを解明するとともに、得られたゼオライトの構造を多角的な構造解析手法で明らかにし、所望される特性と紐づけることで、合成と特性制御が直接的につながったゼオライトの設計図の作成を目指しています。このような基礎知見が広く社会に浸透し、より良い暮らしや産業変革の礎になることを期待しています。
現在は、上記のような材料の合成技術を生かして、「二酸化炭素の回収と資源化のための新規材料開発」「自動車排ガス浄化のためのゼオライト材料の開発」「ゼオライトの知識、試作品、合成技術を必要とする企業との共同研究」を行っています。
