日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター Japan Zeolite Association Academy Center, 358-5 Yamabuki-cho, Shinju-ku, Tokyo 162-0801, Japan
Zeolite 29(4): 127-134 (2012)
doi:10.20731/zeoraito.29.4.127

解説解説

ゼオライト層状前駆体の層剥離によるゼオライトナノシートの合成Synthesis of Zeolite Nanosheets via Delaminationof Layered Zeolite Precursors

北海道大学大学院工学研究院有機プロセス工学部門Division of Chemical Process Engineering, Graduate School of Engineering, Hokkaido University ◇ 〒060-8628 札幌市北区北13条西8丁目

受理日:2012年9月28日Accepted: September 28, 2012
発行日:2012年12月7日Published: December 7, 2012
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ゼオライトは高い結晶性に由来する規則正しいナノ細孔を有するため,形状選択性触媒作用など特異な触媒作用を示し,これまでさまざまな技術革新をもたらしてきた。しかし,従来用いられてきたゼオライトの入り口細孔径は最大で0.74 nm程度であり,かさ高い基質を用いた反応に利用することが困難である。その課題を克服する材料として,厚さシングルナノメーターのナノシートを構成要素とする2次元ゼオライトが近年注目を集めており,例えばMCM-22(P)を始めゼオライト層状前駆体を出発材料としたさまざまな材料が報告されている。本稿で紹介するゼオライト層状前駆体の層剥離は,ゼオライト層と有機構造規定剤とからなる前駆体からゼオライトナノシートを得る方法である。層剥離によりもともと層間に存在していた多数の触媒活性点が外表面に現れ,かさ高い基質がアクセスできるようになる。しかし,従来の層剥離法は,高いpH条件下での膨潤・超音波処理等を必要とし,そのためゼオライトの大きな特徴である結晶構造を一部破壊するという問題があった。本稿では,従来法を用いた層剥離について説明するとともにフッ化物・塩化物イオンを用いた温和な条件下での新しい層剥離法について説明する。

Zeolites have brought various technological breakthroughs partly because they exhibit a high shapeselectivity, which is enabled by their uniform and molecular-size pores. However, because of the limitations in the maximumpore aperture of 0.74 nm in conventional zeolites, zeolites have found limited applications in the catalytic conversion of bulky substrates. Emergence of a new class of zeolitic materials derived from delamination of layered zeolite precursors offers new opportunities for zeolites in these reactions because a large number of catalytically active-sites embedded between zeolite layers potentially become available via delamination. Delamination of layered zeolite precursors have been conventionally performed via multiple steps consisting of high-pH swelling (pH≈13.5) and sonication steps, followed by acidification. These harsh conditions inevitably lead to a partial destruction of the zeolite framework. This review describes the conventional method of delamination of layered zeoliteprecursors and its challenges first, and then a new method of delamination of layered zeolite precursors under mild conditions using a surfactant mixture with fluoride and chloride in either aqueous or nonaqueous solution.

キーワード:層剥離;ゼオライト層状前駆体;2次元ゼオライト;ナノシート

Key words: delamination; layered zeolite precursor; two-dimensional zeolite; nanosheet

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