요코하마 국립 대학교 (Nokohama National University)의 쿠보타 요시히로 (Kubota Yoshihiro) 교수와 국립 선진 산업 과학 기술 연구소의 Ikeda Takufumi 최고 연구원완전히 새로운 구조Zeolite참고 1)( "YNU-5")가 성공적으로 합성되었습니다
산업적으로 사용 된 주요 화학 반응 촉매에는 오일 정제 및 미세 화학 합성과 같은 우리의 삶을 지원하는 대형 제올로투스 바카라트와 천연 가스, 현대적인 석탄 화학 및 자동차 배기 가스 감소를 사용하여 화학에주의를 기울이는 작은 구멍 제올로투스 바카라트가 포함됩니다 그러나, 이러한 장점을 결합한 골격 구조를 갖는 새로운 제올로투스 바카라트의 합성이 필요했다
이 연구 그룹은 이전에 복잡한 템플릿의 구조를 단순화하고, 예를 들어 하이드 트로저 합성이라는 전형적인 합성 방법에 사용되는 물의 양을 대담하게 감소시키는 것과 같은 합성 조건을 고안함으로써 단순화합니다우리는 이전에 알려지지 않은 새로운 제올로투스 바카라트가 간단한 방식으로 합성 될 수 있음을 밝혀 냈습니다
발달 된 제올로투스 바카라트의 구조는 큰 모공의 측면에 작은 모공을 갖는 특징을 가지고 있으며, 큰 모공의 구절은 2 차원으로 교차하며 작은 구멍은 쌍둥이처럼 일치합니다 또한 별도의 별도의 작은 기공 구절은 오늘날 발견되는 새로운 기능입니다
catological 특성은 열적으로 안정적이고 내구성이 뛰어나며, 비 삼투압 자원에서 유용한 물질로의 전환 반응 중 하나입니다dto참고 2)라는 반응에 대한 우수한 촉매 성능을 나타내는 것으로 확인되었습니다
최근 몇 년 동안, 대부분의 새로운 제올로투스 바카라트는 국내 및 국제적으로 복잡한 합성 작업이 필요하기 때문에 국내 및 국제적으로 촉매 개발 및 사회적 구현에 장애물이라고보고했지만 이번에 개발 된 제올로투스 바카라트는 쉽게 합성 될 수 있으므로 향후 새로운 촉매 개발이 가속화 될 것으로 예상됩니다 또한,이 기술은 혁신적인 촉매제를 창출하여 자원과 에너지 문제의 해결과 지속 가능한 사회의 창출로 이어질 것으로 예상됩니다
이 연구는입니다Yokohama National UniversityJST 전략적 창조적 연구 프로모션 프로젝트 팀-유형 연구 (CREST)는 연구 주제의 일부로 "슈퍼 스페이스 제어를 기반으로 고급 특성을 갖춘 혁신적인 기능 자료 만들기"(연구 일반 : 세토 마마 토루)의 일부로 수행되었습니다
이 연구 결과는 2017 년 6 월 7 일 (일본 시간)에 American Chemical Society 's Journal "Journal of the American Chemical Society"의 온라인 브레이킹 판에 발표 될 예정입니다
제올로투스 바카라트는 산업 촉매 분야에서 매우 중요한 물질 그룹입니다 이 위치가 흔들리지 않는 것은 석유 정제에서 중요한 역할입니다큰 기공참고 3)"제올로투스 바카라트 촉매이며 반세기가 넘게 사용되었습니다 또한 큰 기공 제올로투스 바카라트는 또한 미세한 화학 합성 촉매로서 사용을 확장하는 데 중요합니다 반면에작은 기공참고 4)"제올로투스 바카라트에 대한 관심은 10 년 전과 비교하여 급격히 증가했습니다 이것은 최근"작은 구멍 "제올로투스 바카라트가 깨끗한 화석 자원의 유형 인 메탄의 화학적 변환, 자동차 배기 가스를 줄이는 데 효과적이라는 인식이 있었기 때문입니다
제올로투스 바카라트 촉매의 성능은 기공 구조 (골격 구조라고 함)에 크게 의존하므로 "큰 구멍"과 "작은 기공"의 장점을 결합한 새로운 구조를 합성하는 것이 바람직하다
전통적으로 제올로투스 바카라트 합성 연구는 복잡한 유기물로 이어졌습니다온도 에이전트참고 5)를 사용하여 준비되었습니다 복잡한 절차를 사용하여 성능을 향상시킵니다 그러나이 방법은 유기물의 높은 비용과 기술 전달의 어려움 측면에서 도전 과제를 만들었으며, 연구는 전문 기술을 갖춘 특정 위치에서만 진행될 수있어 연구 및 개발을 산업화로 가속화하기가 어렵습니다
요코하마 국립 대학교와 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (바카라 커뮤니티)에서 개발 된 새로운 제올라이트 (YNU-5)는 구조적 요구 사항을 충족 할뿐만 아니라 이전 자료와 달리 간단한 합성 프로세스를 가지고 있으므로 촉매 개발 연구 및 사회적 구현은 향후 적용에 더 가까워 질 것으로 예상됩니다
이 연구 그룹은 제올로투스 바카라트 "YNU-5"의 완전히 새로운 구조를 성공적으로 합성했습니다 이것은 2004 년부터 일본의 세 번째 새로운 제올로투스 바카라트 구조로, 새로운 구조가 세 번째로 만들어졌습니다 제올로투스 바카라트가 특히 유용한 3 차원 기공 구조를 갖는 것은 이번이 처음입니다 YNU-5는 대망의 새로운 구조 제올로투스 바카라트로 크고 작은 모공을 모두 결합합니다
비석열수 합성참고 6)10395_10500
YNU-5의 결정 구조는 분말 X- 선 회절, 투과 주사 전자 현미경 및 고체 핵 자기 공명과 같은 분석적 방법을 사용하여 설명 하였다 YNU-5 직경은 078나노 미터참고 7)가있는 "큰 기공"이 있으며 직경 044 나노 미터를 가진 2 개의 "작은 기공"이 측면에 나란히 있습니다 이 기능은 산업적으로 유용합니다Mordenite참고 8)와 유사하지만 "큰 모공"의 구절이 2 차원으로 교차한다는 점에서 Mordenite와 다릅니다 또한, 큰 기공 통로와 교차하지 않는 독립적 인 작은 기공 통로의 존재가 확인되었습니다
YNU-5는 비 혈관 자원에서 유래 한 디메틸 에테르 (DME)로 만든 유용한 화학 원료더 낮은 올레핀Note 9)는 소위 DTO 반응에 대한 우수한 촉매 성능을 보여 주며, 이는 클래스로 변환됩니다 하부 올레핀 중에서에틸렌Note 10)11058_11094 |에 대한 수요 | 현재 충족되고 있으며, 낮은 올레핀은 현재 수요가 증가하고 있습니다프로필렌참고 11)yaButeneNote 12)동일한 반응에 유용한 것으로 간주되는 기존의 "소형"제올로투스 바카라트 촉매와 비교하여, 상기 언급 된 프로필렌-부틴의 수율은 12 배 더 높은 수준이며, 프로필렌 사이의 비율 (P/E 비율)은 특히 선택적 생산이 필요할 때 10 배 이상 개선되었다 촉매 수명도 5 배 이상 증가했습니다 이것은 YNU-5가 "큰 모공"뿐만 아니라 "큰 모공"의 장점을 가지고 있다는 사실의 징조로 생각됩니다 또한, YNU-5는 높은 열 안정성 및 내구성을 갖는 것으로 확인되었다
새로운 골격으로서, 우리는 International Zeolite Association과 인증을 신청할 것이며, 응용 프로그램을 위해 YNU-5를 개발하고 개발하고 새로운 제올로투스 바카라트를 개발할 것입니다
이번에 개발 된 YNU-5는 쉽게 합성 될 수 있고 열 안정성이 높기 때문에 새로운 촉매 개발이 향후에 가속화 될 것으로 예상됩니다 이 구조는 활성 점의 위치와 수를 쉽게 제어 할 수 있으므로 초고성 성능 촉매제로 개발하는 것은 꿈이 아닙니다
또한, 8 원 고리의 1 차원 기공을 사용하는 제올로투스 바카라트 막이 생성 될 수 있다면, 분리 막으로서 개발 될 수있다
이러한 기술을 최대한 활용함으로써 자원 및 에너지 문제를 해결하고 지속 가능한 사회의 실현을 이끌어내는 혁신적인 촉매제를 만들고 촉매 및 분리 막을 결합한 화학 변환 시스템을 구축하는 데 유용 할 것으로 기대됩니다