CLS

Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology

東京工業大学
科学技術創成研究院
化学生命科学研究所

LAST UPDATE 2020/06/09

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    野村淳子 Junko Nomura KONDO
    准教授 Associate Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東京工業大学科学技術創成研究院化学生命科学研究所
    Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology

    分子組織化学領域
    Molecular materials design
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    固体触媒
    反応機構
    赤外分光
    無機材料合成
    Solid Catalysts
    Reaction mechanism
    IR spectroscopy
    Inorganic materials synthesis
研究テーマ
Research Subject
赤外分光法を用いた固体触媒上での反応機構の解明
Clarification of reaction mechanisms over solid catalysts using IR spectroscopy

研究の背景 Background

固体触媒はすでに多岐に渡る化学物質変換系で実用化されていますが、その反応機構は複雑で、学術レベルの手段で追跡することは困難です。これを打破するために、結晶構造とその反応活性点(酸性水酸基)の原子レベルでの構造が規定され、なおかつ主要な実用触媒として、主に石油化学の分野で用いられているゼオライト類に着目した研究が盛んに行われる様になってきました。

Solid catalysts have been industrialized in many practical processes on chemical conversion of materials. On the other hand, fundamental aspects on catalysis have not been clarified. In order to understand the solid catalysis, zeolites, which are important practical catalysts especially in petrochemical processes, and possess well-defined atomic structures of active sites, are extensively investigated with various types of research approach.

研究の目標 Outcome

赤外分光(IR)法を用いて、各種活性化処理後の固体触媒表面の状態、その表面と吸着分子との相互作用の詳細および反応していく様子を段階的に直接観測することで、「ブラックボックス」と呼ばれて来た固体触媒反応の機構を明らかにすることに努めて来ました。特にゼオライトの反応活性点である酸性水酸基上での分子の活性化および反応を明らかにすることを目的に、研究を進めています。

Clarification of mechanisms of reactions on solid catalysts, which have been called “black box”, has been the target of the research, and has been carried out by the direct observation of interactions and activation processes of various molecules on active sites by means of IR spectroscopy. Especially, the understanding of reactions on acidic OH groups, important active sites, on zeolites are the recent research target.

研究図Research Figure

Fig.1. Intra-molecular H/D exchange of ethanol catalyzed by acidic OH groups on H‐ZSM‐5 zeolite Fig.2. “Carbene-like” Intermediate during the Reaction of Methoxy Species with Light Alkenes on H-ZSMFig.3. Direct production of propene from methoxy species and dimethyl ether over H-ZSM-5

文献 / Publications

J. Phys. Chem. Lett., 6, 2243 (2015). Catal. Sci. Technol., 5, 3598 (2015). ChemstrySelect, 1, 3124 (2016). J. Phys. Chem. C, 121, 25411 (2017). J. Catal., 371, 291 (2019). Molecul. Catal., 477, 110535 (2019). Micropor. Mesopor. Mater., 278, 91 (2019). 触媒60, 14 (2018).

研究者HP