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 43(3): 100-109 (2026)
doi:10.20731/zeoraito.43.3.100

解説解説

CBUが配列した水素結合性無機構造体の脱水縮合による新規ゼオライト合成Synthesis of a Novel Zeolite via Dehydrative Condensation of Hydrogen-Bonded Inorganic Framework Composed of Preorganized Composite Building Units

1産業技術総合研究所化学プロセス研究部門Research Institute for Chemical Process Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(AIST) ◇ 〒983–8551 宮城県仙台市宮城野区苦竹4–2–1東北センター内化学プロセス研究部門オフィス

2産業技術総合研究所触媒化学研究部門Catalytic Chemistry Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(AIST) ◇ 〒305–8565 茨城県つくば市東1–1–1 中央事業所5群

受理日:2026年3月14日Accepted: March 14, 2026
発行日:2026年7月15日Published: July 15, 2026
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ゼオライト合成法は様々な合成法が開発されているが,その中でも有機分子を構造規定剤(SDA: Structure Directing Agent)として用いた水熱合成法が主流となっている。SDAを用いることで大きな細孔が得られるという利点がある。しかし,水熱条件下を経るため,結晶化過程が不明瞭であり,骨格構造設計の指針は確立されていない。この課題を克服するため,骨格構造の精密な制御を目指した新しいアプローチとして,層状ケイ酸塩や二次元(2D)ゼオライトを出発原料とする合成プロセスが開発されている。この方法により,新規骨格構造を有するゼオライトや,従来の水熱条件下では合成できないゼオライトの合成が可能となり新たな展開をもたらしている。本稿では骨格構造の明確な制御を指向した合成法の一つとして,複合構造単位(CBU: Composite Building Unit)を積み上げることによる新しいゼオライト合成法を紹介する。安定に単離したオルトケイ酸の六角柱状十二量体が水素結合を介して超分子構造を構築した水素結合性無機フレームワーク(HIF: Hydrogen-bonded Inorganic Framework)を前駆体とし,酸性条件下において結晶性を維持したままの脱水縮合が可能であり,ゼオライトが生成することを明らかとした。これにより,CBUを維持したまま結晶化が進行し,酸素八員環を有する新規ゼオライトの合成に成功した。

Various methods for zeolite synthesis have been developed, among which hydrothermal synthesis using organic molecules as structure-directing agents (SDAs) has become the mainstream approach. Zeolite synthesis using SDAs offers the advantage of producing large pores; however, the crystallization pathway remains unclear due to the involvement of hydrothermal conditions. Consequently, the design of zeolites with arbitrary framework structures and functionalities has not yet been achieved. To overcome this issue, synthesis processes that employ layered silicates and two-dimensional (2D) zeolites as starting materials have been developed as a new approach to allow for precise control of the framework structure. This approach has enabled the synthesis of zeolites with novel framework structures, as well as those that cannot be obtained under conventional hydrothermal conditions, hereby significantly broadening the scope of zeolite design. In this paper, we introduce a novel zeolite synthesis method based on the assembly of composite building unit (CBU), as a strategy for achieving controlled framework structures. Using a hydrogen-bonded inorganic framework as a pre-organized CBU, a novel zeolite was prepared via dehydrative condensation reactions under acid condition. Crystallization occurred throughout this process while the CBU structure was maintained, leading to a novel zeolite with an eight-membered ring.

キーワード:ゼオライト;脱水縮合;Building Unit;水素結合性無機構造体;X線結晶構造解析

Key words: zeolite; dehydrative condensation; building unit; hydrogen-bonded inorganic framework; X-ray diffraction analysis

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