質量分析法によるゼオライトの形成メカニズム推定
大学院先進理工系科学研究科 津野地 直 助教産業分類 ： 化学工業
産業分類 ： 化学工業
アピールポイント
● 規則的多孔質材料であるゼオライトの水熱合成過程を液相のエレクトロスプレーイオン化質量分析で調査
● ゼオライト構築に関わっている中間体を予想
● 得られた形成メカニズムに関する基礎知見は合成方法の改良に役立てることが可能
アピールポイント
● 規則的多孔質材料であるゼオライトの水熱合成過程を液相のエレクトロスプレーイオン化質量分析で調査
● ゼオライト構築に関わっている中間体を予想
● 得られた形成メカニズムに関する基礎知見は合成方法の改良に役立てることが可能
研究者のねらい
分子サイズの細孔を持つゼオライトはイオン交換特性、吸着特性、触媒特性を示すことから様々な産業で使用されている工業材料である。ゼオライトの必要な吸着特性や触媒性能を発揮させるためには、人工的に合成されたゼオライトは必須であるが、ゼオライトの合成は高温、高圧、高アルカリ条件下での水熱処理によって行われ、その構築には多段階または複数の化学プロセスが関わっているため、そのメカニズムの解明は現在でも困難である。この問題は、人工合成的にゼオライトの性質を直接的に設計するためにボトルネックとなっている。
研究内容
本技術ではゼオライト水熱合成過程の上澄みに存在する中間体（アルミノシリケートオリゴマー）を質量分析法によって直接観察することで、その構築に関わる化学種を明らかにできる。既存では、液中のオリゴマーの平均化された情報しか得られないが、本測定法では個々のオリゴマーの相対量や構造を解析可能であり、分子レベルでのメカニズム推定が可能である。
備考
【従来技術との比較】水熱合成過程で生じる無機中間体一つ一つの存在量と構造を知ることができる（NMRや分光分析は平均化された情報しか得られない）
【想定される用途】ゼオライトに限らず様々な無機物を調査可能（セラミックス合成前駆体の溶液、表面処理用の原料溶液）
【実用化に向けた課題】測定実績に乏しく、様々な構成組成、元素での解析を行い、分析・解析に関する技術的な知見を備蓄していく必要がある
