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 32(1): 2-9 (2015)
doi:10.20731/zeoraito.32.1.2

解説解説

水酸化スズ含有モンモリロナイト（Sn-Mont）のユニークな多孔質構造・性質とその固体酸触媒作用Unique Structural Properties of Tin Hydroxide Nanoparticles-embedded Montmorillonite (Sn-Mont) Demonstrating Its Efficient Acid Catalysis for Various Organic Reactions

増井 洋一1，竹平 悟市2，尾中 篤1Yoichi Masui1, Satoshi Takehira2, Makoto Onaka1

1 東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo ◇ 〒153-8902 東京都目黒区駒場3-8-1

2 東京大学大学院理学系研究科化学専攻Graduate School of Science, The University of Tokyo ◇ 〒113-0033 東京都文京区本郷7-3-1

受理日：2014年11月26日Accepted: November 26, 2014
発行日：2015年3月10日Published: March 10, 2015
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アルミニウムや鉄などの多価金属イオンを導入した粘土鉱物モンモリロナイト（M-Mont）は強い酸性を発現することが知られ，古くより固体酸として利用されてきた。筆者らは，スズイオンを独自の方法で導入したSn-Montが強い酸性を示すばかりで無く，従来のM-Montに比べて数倍大きな比表面積，比細孔容積をもつことを見出した。窒素吸脱着，XRD，TG，TEM，119Sn-MAS-NMR，XAFSなどによる分析の結果，これまでの金属イオン交換モンモリロナイトが平行に配置したシリケート層の層間に金属イオン成分を挟んだ積層構造をとっているのとは大いに異なり，水酸化スズからなる直径3 nm以下のナノ粒子の集団をシリケート層が乱雑に挟み込んだ，ミクロ孔とメソ孔をもつ三次元多孔質構造であることを明らかにした。強い固体酸性質と，浅いミクロ孔部分がメソ孔に直結する特有の細孔構造が相俟って，特に嵩高い有機物が関わる反応に有効な酸触媒・反応場として機能することもわかった。

Tin hydroxide nanoparticles-embedded montmorillonite (Sn-Mont) was originally prepared by the simple treatment of sodium ion-exchanged montmorillonite (Na-Mont) with aqueous SnCl4, the physical and chemical properties of which were investigated by N2 adsorption, XRD, TG, TEM, 119Sn-MAS-NMR, and XAFS analyses. It was revealed that Sn-Mont was composed of Sn(OH)4-based nanoparticles of less than 3 nm in diameter surrounded by delaminated montmorillonite aluminosilicate unit layers. The arrangement of each aluminosilicate unit layer in the Sn-Mont is not laminated like that of the parent Na-Mont, but almost completely disordered to make a porous structure with a high surface area and a large pore volume that embraces the tin hydroxide-based nanoparticles. The intrinsic solid acid catalysis of Sn-Mont was successfully applied for the various organic reactions involving bulky reactants and products, which was ascribed to the smooth reactant/product transfers in the micro/meso pores as well as the acidic property of the nano-Sn(OH)4 enwrapped by the delaminated aluminosilicate unit layers.

キーワード：水酸化スズ含有モンモリロナイト；Sn-Mont；高比表面積；大細孔容積；強酸性；固体酸触媒作用

Key words: Tin hydroxide nanoparticles-embedded montmorillonite; Sn-Mont; high specific surface area; large specific pore volume; strong acidity; solid acid catalysis

© 2015 ゼオライト学会© 2015 Japan Association of Zeolite

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