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Fukuoka Atsushi

Institute for Catalysis　Research and Development DivisionSpecially Appointed Professor

　固体触媒によるバイオマス変換、フードロス削減およびグリーンケミストリーの研究を行っています。研究開発の中心は、株式会社アイシンと北海道大学が北海道大学触媒科学研究所に設立した産業創出講座「アイシン北大R＆Dラボ」において、バイオマスやCO2の資源化を目的とした触媒研究を行うことです。北海道大学の学術的知見と、株式会社アイシンの環境技術を融合し研究を進めることで、社会のカーボンニュートラル実現に貢献していきます。 産業創出講座は、北海道大学が企業等と共同研究を実施、新産業の創出と事業化を目的とした制度です。今回設立した「アイシン北大R＆Dラボ」では、カーボンニュートラル社会の実現に向け、バイオマスやCO2を有用資源として創製していくことを狙いとします。

　また、COI-NEXT「リスペクトでつながる「共生アップサイクル社会」共創拠点」の分担研究では、海洋バイオマスであるキチンの利活用を進めます。産出量の99%以上が利用されていないキチンから触媒変換を通じてナノファイバー・ミクロファイバーを作り出し、生分解性樹脂のフィラーとして用いることができれば、廃棄物を有効利用し付加価値を高めたアップサイクルの成果となります。

　さらに、青果物鮮度保持に有効なプラチナ触媒の研究およびフードロス削減コンソーシアムの活動も行ってます。これまでプラチナ触媒の開発により鮮度保持に大きな実績を残してきましたが、より高活性な触媒開発を目指した研究を行います。さらに、代表を務めるフードロス削減コンソーシアムでは、フードロス削減活動の支援や情報発信を推進します。

Researcher basic information

■ Degree
  • Doctor of Engineering, The University of Tokyo
  • Master of Engineering, The University of Tokyo
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 80189927
Researcher ID
  • A-5280-2012
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • Chitin
  • Freshness Preservation
  • Ethylene oxidation
  • ナノ粒子
  • メソポーラスシリカ
  • セルロース
  • バイオマス
  • 触媒
  • Nanoparticle
  • Mesoporous Silica
  • Cellulose
  • Biomass
  • Catalyst
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Green sustainable chemistry and environmental chemistry
  • Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering), Catalyst and resource chemical process

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2024 - Present
    Hokkaido University, Institute for Catalysis, Specially Apponited Professor
  • Oct. 2015 - Mar. 2024
    Hokkaido University, Institute for Catalysis, Professor
  • Apr. 2014 - Mar. 2024
    Hokkaido University, Advisor to the President
  • Apr. 2007 - Sep. 2015
    Hokkaido University, Catalysis Research Center, Professor
  • Apr. 2010 - Mar. 2014
    Hokkaido University, Catalysis Research Center, Director
  • Apr. 1997 - Mar. 2007
    Hokkaido University, Catalysis Research Center, Associate Professor
  • 1997 - 2007
    Associate Professor,Catalysis Research Center, Hokkaido University
  • 2007
    Professor, Catalysis Research Center, Hokkaido University
  • Aug. 1995 - Mar. 1997
    Tokyo University of Agriculture and Technology, Faculty of Technology, Associate Professor
  • 1995 - 1997
    Associate Professor,Faculty of Technology, Tokyo University of Agriculture and Technology
  • Apr. 1991 - Jul. 1995
    Tokyo University of Agriculture and Technology, Faculty of Technology, Lecturer
  • 1991 - 1995
    Lecturer,Faculty of Technology, Tokyo University of Agriculture and Technology
  • May 1989 - Mar. 1991
    Hokkaido University, Catalysis Research Center, Assistant Professor
  • 1989 - 1991
    Research Associate,Catalysis Research Center, Hokkaido University
  • Jan. 1986 - Apr. 1989
    Hokkaido University, Research Institute for Catalysis, Assistant Professor
  • 1986 - 1989
    Research Associate,Research Institute for Catalysis, Hokkaido University
Educational Background
  • Apr. 1982 - Dec. 1985, The University of Tokyo, Graduate School, Division of Engineering, 工業化学専攻
  • Apr. 1978 - Mar. 1982, The University of Tokyo, The Faculty of Engineering, 合成化学科, Japan
Committee Memberships
  • Sep. 2020 - Present
    フードロス削減コンソーシアム, 代表, Others
  • Jul. 2016 - Jul. 2024
    国際触媒学会（IACS), Officer, Society
  • Mar. 2021 - Feb. 2023
    公益社団法人日本化学会, 理事, Society
  • May 2018 - May 2019
    一般社団法人触媒学会, 会長, Society
  • Jul. 2012 - Jul. 2016
    国際触媒学会, 評議員, Society
  • Mar. 2012 - Jul. 2013
    第16回均一系不均一系触媒国際会議, 組織委員長, Others
  • Mar. 2008 - Feb. 2012
    触媒学会, バイオマス変換研究会世話人代表, Society
  • 2004 - 2005
    ゼオライト学会, 理事, Society
Position History
  • 企画・経営室室員, 2014年4月1日 - 2015年3月31日
  • 企画・経営室室員, 2015年4月1日 - 2017年3月31日
  • 企画・経営室室員, 2017年4月1日 - 2017年10月25日
  • 経営戦略室室員, 2017年10月26日 - 2019年3月31日
  • 経営戦略室室員, 2019年4月1日 - 2020年9月30日
  • 経営戦略室室員, 2020年10月12日 - 2022年3月31日
  • 経営戦略室室員, 2022年4月1日 - 2024年3月31日
  • 総長補佐, 2014年4月10日 - 2015年3月31日
  • 総長補佐, 2015年4月1日 - 2017年3月31日
  • 総長補佐, 2017年4月1日 - 2019年3月31日
  • 総長補佐, 2019年4月1日 - 2020年9月30日
  • 総長補佐, 2020年10月12日 - 2022年3月31日
  • 総長補佐, 2022年4月1日 - 2024年3月31日

Research activity information

■ Awards
  • Apr. 2025, 紫綬褒章
  • Apr. 2024, Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Commendation for Science and Technology by the Minister of Education、Culture、Sports、Science and Technology
    Study on depolymerization of cellulosic biomass by heterogeneous catalysts
    Atsushi Fukuoka
  • Mar. 2023, The Chemical Society of Japan, Chemical Society of Japan Award
    Development of Solid Catalysts for Depolymerization of Cellulosic Biomass and Preservation of Fruits and Vegetables
    Atsushi Fukuoka, 10391150;11047146;10391151
  • May 2022, The Japan Petroleum Institute, The Japan Petroleum Institute Award
    セルロース・キチンの触媒変換による有用化学品合成に関する先導的研究
    Atsushi Fukuoka
  • Sep. 2020, 井上春成賞委員会, 井上春成賞
    青果物鮮度保持用プラチナ触媒の開発
    福岡淳;谷口潤, Publisher, Japan
  • Jan. 2017, Hokkaido University, Presidential Award for Reserach
    FUKUOKA Atsushi
  • Jul. 2015, 公益財団法人新化学技術推進協会, 第14回グリーン・サスティナブルケミストリー賞文部科学大臣賞
    固体触媒によるセルロース系バイオマス分解の先導的研究
    福岡淳, Publisher
  • Mar. 2015, Hokkaido University, Presidential Award for Research
    FUKUOKA Atsushi
  • Mar. 2015, Catalysis Society of Japan, Catalysis Society of Japan Award
    Study on cellulose conversion by solid catalysts
    FUKUOKA Atsushi
  • Nov. 2009, 台湾国家科学委員会化学研究推動中心レクチャーシップ
  • May 1995, 山下太郎顕彰育成会, 山下太郎学術研究奨励賞
    金属クラスター錯体の触媒作用に関する研究
    福岡 淳
  • Apr. 1994, Catalysis Society of Japan, Young Investigator Award
    A study on suppoerted metal cluster catalysts
    FUKUOKA Atsushi
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
  • バイオリファイナリー触媒技術の新展開
    シーエムシー出版, 2011
  • 触媒調製ハンドブック
    エヌ・ティー・エス, 2011
  • New Development of Biomass-refinery Catalytic Technology
    CMC Books, 2011
  • Handbook of Catalyst Preparation
    NTS, 2011
  • Thermochemical Conversion of Biomass to Liquid Fuels and Chemicals
    RSC Publishing, 2010
  • レアメタル便覧
    丸善, 2010
  • 現代界面コロイド科学の事典
    丸善, 2010
  • Handbook of Rare Metals
    Maruzen, 2010
  • Dictionary of modern interfacial colloid science
    Maruzen, 2010
  • Catalysis of Mesoporous Solid Acids for Environmentally Benign Processes
    American Scientific Publisher, 2009
  • 木質系有機資源の新展開Ⅱ
    シーエムシー出版, 2009
  • New development of plant organic resources
    CMC Publication, 2009
  • 金属成分の担持法
    講談社サイエンティフィク, 2008
  • Metal nanoclusters in catalysis and materials science: the issue of size-control
    Elsevier, 2007
  • 植物由来プラスチックの高機能化とリサイクル技術
    サイエンス＆テクノロジー, 2007
  • 環境調和型新材料シリーズ 触媒材料
    日刊工業新聞社, 2007
  • バイオ液体燃料
    エヌ・ティー・エス, 2007
  • Morphology Control of Materials and Nanoparticles. Advanced Materials Processing and Characterization
    Springer-Verlag, 2003
  • Synthesis of Organometallic Compounds -A Practical Guide
    Wiley, 1997
■ Lectures, oral presentations, etc.
■ Affiliated academic society
  • 石油学会
  • ゼオライト学会
  • 触媒学会
  • 日本化学会
  • American Chemical Society
■ Research Themes
  • キチンを再生可能炭素・窒素資源として利用するための効率的な触媒反応法の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    小林 広和; 福岡 淳; 佐川 拓矢
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H01973
  • Depolymerization of crystalline cellulose by solid catalysts
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    福岡 淳; 小林 広和; 宋 志毅
    本研究の目的は、結晶セルロースを加水分解できる固体触媒を開発することである。そのためにトップダウン型とボトムアップ型の触媒設計を用いる。本年度はトップダウン型アプローチとして、カーボンナノチューブなどの炭素材料を切り開き、シート状にした材料にカルボキシ基を導入した固体触媒を調製するために、文献調査を行った。また、活性炭を固体触媒として用いた結晶セルロースの加水分解を行った。無触媒や酸点がない活性炭を触媒として用いた場合、グルコース収率は1%未満となりほとんど反応しなかった。しかし、触媒として酸点を持つ空気酸化活性炭(AC-Air)やグラフェンオキシドを用いたところグルコース収率が5-10%程度に向上した。この結果から、比較的反応しやすいセルロース表面部分でのみ加水分解が起こっており、内部まで反応が進まないことが低収率の原因であると考えられる。さらに、ボトムアップ型のアプローチとして、ピレンユニットと酸点を持った分子触媒の合成を行った。4-ブロモフタル酸と1-ピレンボロン酸の鈴木カップリングにより、ピレンとフタル酸を併せもつPyrene-COOHを合成した。ここでカルボキシル基はメタ・パラ位の位置をもつことを確認した。Pyrene-COOHを触媒として結晶セルロースの反応を行うとグルコース収率は3.2％となり、フタル酸を用いると収率が6.5%となったことから、Pyrene-COOHはセルロースに吸着して作用している可能性があるものの、セルロースの加水分解はほとんど進行しないことが分かった。これは、触媒のカルボキシ基とセルロースのグリコシド結合の接触が限定的であることが原因であると思われる。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 21H01708
  • Catalytic conversion of lignin-related compounds into useful chemicals
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2012 - 31 Mar. 2014
    HIDETOSHI Ohta; FUKUOKA Atsushi; KOBAYASHI Hirokazu
    Alkylbenznes are industrially important feedstocks for producing pharmaceuticals, plastics, and organic EL devices etc. However, they are currently obtained from non-renewable petroleum. Biomass lignin is an abundant natural aromatic polymer and considered as a promising renewable resource of alkylbenzenes. In this research, we developed zirconia-supported Pt-Re catalysts for the hydrodeoxygenation of lignin-related phenols in water to give alkylbenzene in excellent yield and selectivity.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Ehime University, 24760633
  • 炭素系触媒によるリグノセルロース分解
    先端的低炭素化技術開発（ALCA）
    Oct. 2013
    福岡 淳
    科学技術振興機構, Principal investigator, Competitive research funding
  • Synthesis of Fuels and Chemicals by Catalytic Conversion of inedible Biomass
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(S))
    2008 - 2012
    Atsushi FUKUOKA; Hirokazu KOBAYASHI; Kenji HARA; Hirokazu KOBAYASHI
    As countermeasures against decrease of oil resources and global warming, it is widely desired to synthesize fuel and chemicals from renewable biomass. In this work, we have developed new catalysts and catalytic reactions to effectively utilize lignocellulose consisting of cellulose, hemicellulose and lignin that are abundant and inedible biomass. We have also clarified the structure of catalytic active sites and the reaction mechanism for biomass conversion.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(S), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 20226016
  • Catalysis of Metal Nanoclusters Synthesized in Porous Templates
    Grants-in-Aid for Scientific Research(特定領域研究)
    2006 - 2009
    Atsushi FUKUOKA; Kenji HARA; Hirokazu KOBAYASHI
    The present research topics are the template synthesis of novel metal nanoclusters in ordered nano-space of micro/meso materials such as zeolite and mesoporous silica and the innovation of novel molecular transformation by using a concerted effect between the metal nanoclusters and the porous materials. We found the dependence of mesopore diameter of mesoporous silica on the catalytic activity in Pt nanoparticles-catalyzed PROX(Preferential Oxidation)reaction of CO in excess H2. Pt nanoparticles in mesoporous silica with pore diameter of 4.0 nm show the highest catalytic activity than those with other pore diameters. Several mechanistic studies suggest that the mesoporous silica does not simply provide the mesospace but also exhibits concerted catalytic functions with the metal species. We also developed the methods for selective modification of surface silanol groups on mesoporous silica. The mesoporous silica silylated selectively on its external surface was prepared and characterized in detail. After immobilization of Cu species on its internal surface, catalytic application in oxidative polymerization of a phenol derivative was examined.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 特定領域研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 18065001
  • Selective Oxidation Reactions catalyzed by Metal Nanoparticles in Mesoporous Silica
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2006 - 2007
    Atsushi FUKUOKA; 岩佐 信弘
    Our purpose is the template synthesis of metal nanoclusters in mesoporous silica and their catalyses in selective oxidation of CO and olefin. Mesoporous silicas have been extensively explored for practical applications in catalysis. In the first year, we synthesized platinum nanoparticles in mesoporous silicas, FSM-16 and MCM-41. By structural characterization such as SEM and TEM, it is confirmed that the particles are located in the internal pores. We targeted the preferential oxidation (PROX) of CO for the purification of H_2 for polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). We found that Pt particle/FSM-16 provide high CO conversion and selectivity with good durability below 373 K, while conventional silica- or alumina- supported Pt catalysts showed low activity and selectivity. In the second year, the reaction mechanism of PROX was studied by infrared spectroscopy using the isotopic labeling method. The IR results suggest that oxygen of FSM-16 is used in the CO oxidation. We propose that active OH groups on the support surface attacks CO to give CO_2. Water is not formed from H_2 and O_2, which is a key to the high selectivity for CO oxidation. Even in the reduction of Pt loading as low as 0.5-1.0 wt%, Pt/FSM-15 catalyst showed 100%-conversion of CO by optimizing the space velocity. We also tried the selective oxidation of ethylene using Pt, Pd and Ag nanoparticles in mesoporous silica. The O_2 conversion was almost 100%, but ethylene is completely oxidized to CO_2 without the formation of epoxides. Therefore, it is suggested that co-catalysts are needed to generate H_2O_2 for the selective oxidation of olefin.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 18560737
  • 固体触媒によるバイオマス変換
    科学研究費補助金
    2007
    Competitive research funding
  • Biomass conversion by heterogeneous catalysis
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    2007
    Competitive research funding
  • Synthesis of Nano-structured Materials Using Hybrid Mesoporous Templates and their Application to Advanced Catalytic Devices
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2002 - 2004
    ISHIKAWA Masaru; FUKUOKA Atsushi; INAGAKI Shinji
    Nanoparticles and nanowires are key precursors to highly ordered, nanostructured materials in the bottom-up approach in nanotechnology. So far much work has been devoted to the synthesis and application of nanoparticles in magnetism, optics, electronics, separation and catalysis. However, the chemistry of nanowire is a new area, and the nanowires have attracted great interest in recent years due to potential unique properties based on the low-dimensionality. In the applications of nanowires, the chemical reactivity such as adsorption and catalysis is less explored. In this study, we have succeeded in synthesizing monometallic and alloy nanowires and nanoparticles in mesoporous silicas FSM-16, HMM, and thin film as a template. The nanowires and -particles were characterized by physicochemical methods ; the wires are 3 nm in diameter and 25 μm in length with high crystallinity. The mechanism for formation of Pt nanowires was studied, in which migration of precursor Pt ions in the mesoporous channels is the key to growth of nanowires. The Pt wires in organosilica HMM-1 have a nanonecklace structure, while the wires in siliceous FSM-16 have a nanorod structure.
    As an application of nanowires and -particles in heterogeneous catalysis, we performed preferential oxidation (PROX) of CO in excess H_2 for PEM fuel cells. The Pt nanowires and nanoparticles in FSM-16 showed 80-100% CO conversion at 298-373 K, while Pt/HMM-1, Pt/Al_2O_3 and Pt/SiO_2 gave 10-20 % of CO conversion (Figure 2). Also CO selectivity was as high as 90-100% for the Pt/FSM-16 catalysts, indicating that the H_2+O_2 reaction is effectively suppressed. The Pt wires were extracted from FSM-16, and the wires were again deposited on the external surface of FSM-16. However, the resulting Pt/FSM-16 catalyst gave low catalytic activity, showing that the encapsulation of Pt in the mesopores is important for the PROX reaction. From the structural characterization by XAFS, XPS, IR and chemisorption, we propose that the high activity of Pt/FSM-16 is due to the electron-deficiency at the Pt surface, which enhances partial desorption of CO and adsorption of O_2 to give CO_2.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 14340213
  • Template Synthesis of Alloy Nanowires in Mesoporous Materials by Photoreduction and Their Applications
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2001 - 2002
    Atsushi FUKUOKA
    Mono- and bimetallic nanowires were synthesized in mesoporous silica materials such as FSM-16 and organic-inorganic hybrid HMM (pore diameter 3 nm). The formation mechanism, large-scale synthesis, and separation of nanowires were studied. It is revealed that, when migration of metal ions is faster than photoreduction, nanowires are formed in the mesoporous voids. In contrast, nanoparticles are formed when migration is slower than reduction. By considering this mechanism, we have discovered an effective and versatile method to synthesize nanowires in large-scale, in which water vapor is added to hydrogen flow at high temperature. To date we have synthesized nanowires of platinum, palladium, rhodium, and platinum-gold. By dissolving silica matrix with diluted hydrofluoric acid, the metal nanowires were separated and isolated. In TEM and STM observations, the diameter of wires is 3 nm and the length is up to 25 μm (aspect ratio 8300). The nanowires have a necklace-structure. We have also studied the preparation of metal nanoparticle catalysts by usuing supercritical fluids. After the impregnation of mesoporous silica with step metal salts such as Rh and Rh/Pt, the samples were terated with supercritical carbon dioxide. The treated samples have high dispersion of metal particles inside the voids, and the resulting RhPt catalysts shows high yields of ethane in butane hydrogenolysis.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 13650836
  • Template Synthesis and Catalysis of Metal Nanowires in Mesoporous Materials
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    1999 - 2000
    Atsushi FUKUOKA
    Transition metal nanowires were synthesized in mesoporous silica FSM-16 (pore diameter 2.7nm) and organic-inorganic hybrid mesoporous material HMM-1 (pore diameter 3.1 nm), and their characterization, physical and chemical properties, and catalysis were studied. The following results were obtained in this research project. 1. Drying FSM-16 after impregnation of Pt salts and using methanol in place of 2-propanol as a reductant in photoreduction enhance the formation of long nanowires in the mesopores. 2. Pt and Rh nanowires are prepared in HMM-1 ; the latter is the first example of Rh nanowires. 3. We have succeeded in the first preparation of bimetallic Pt-Rh and Pt-Pd nanowires in HMM-1. The bimetallic nanowires consist of alloy crystallites with a unique nano-necklace structure. 4. Pt nanowire/FSM-16 shows 36 times higher turnover frequency than Pt nanoparticle/FSM-16 in hydrogenolysis of butane. This is an interesting example indicating that the shape of nanowire in Pt catalysts greatly enhances their catalytic function. On the other hand, Pt-Rh nanowire/FSM-16 gives a high selectivity to isobutane. Pt-Pd nanowire/HMM-1 shows higher magnetic susceptibility than Pt nanowire/HMM-1, which is attributable to the nanowire-structure of alloy phase. 5. Pt nanowires are extracted from FSM-16 by treating Pt nanowire/FSM-16 with quaternary ammonium salts in a mixture of benzene and ethanol. Although other groups reported that some metal nanowires were recovered by dissolving mesoporous materials with strong acids or bases, our method is chemical extraction of metal nanowires without decomposing the mesoporous materials.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 11650803
  • 高分子ナノ空間内金属クラスターの分子構築とシーケンス反応制御
    科学研究費助成事業
    1998 - 1998
    市川 勝; 大西 隆一郎; 福岡 淳
    前年度に引き続き以下の研究成果が得られた。(1)ZrO_2やTiO_2薄膜で修飾した2.8と4.7nmサイズのメゾ細孔チャンネル内でH_2PtCl_6は還元的カルボニル化反応によりさらにクラスター鎖が成長した白金カルボニルクラスター[Pt_3(CO)_6]_n^<2->(n=5,6)が得られることが判った。TEM/EXAFS解析によるとメゾ細札内のpt_<9-15>カルボニルクラスターは、脱力ルボニル化により2-3nmサイズのpt微粒子が細孔内に均一質に合成される事が判った。(2)メゾ細孔チャンネルはPt塩の光還元反応によるナノ細線合成のための鋳型として働くことが判った。ナノ細線の長さはPt塩の担持量や紫外線照射及びγ線の照射時間により変化し、長いものでは300-500nmに達することが電子顕微鏡で観察された。光照射時間を変えて白金ナノ細線の成長過程をTEM、IR,EXAFS等で追跡すると、2時間後でH_2PtCl_6が還元されて細孔内にナノ粒子が生成した。さらに光照射するとこのナノ粒子を中心核としてPtイオンが凝集後に還元され、逐次的に短いナノ細線が生成し始め5〜6時間後に100〜200nmのナノ細線に成長することが判った。従って、還元とPtイオンの移動過程がナノ細線の生成に大きく影響するものと考察した。(3)Ptナノ細線、ナノ粒子/FSM-16の水性ガスシフト反応及びブタンの水素化分解反応に対して表面Pt当たりの触媒活性はナノ細線はナノ粒子に比べて約30〜50倍の高活性を示した。これは、細線と粒子の形態の違いに起因するFSM-16の細孔壁との相互作用の差異によると考えられる。XPS/EXAFS測定の結果から、細孔チャンネル中のPtナノ細線はPt粒子に比べて、幾分電子欠陥状態にあることが判った。
    日本学術振興会, 特定領域研究(A), 北海道大学, 10126203
  • 高分子ナノ空間内金属クラスターの分子構築とシーケンス反応制御
    科学研究費助成事業
    1997 - 1997
    市川 勝; 大西 隆一郎; 福岡 淳
    前年度に引き続き以下の研究成果が得られた。(1)メゾ細孔(28及び47Å径)を有する多孔質結晶内でのPt12及びPt15カルボニルクラスター錯体のシップインボトル合成が可能になり、細孔内クラスターの構造特性とCO水素化反応及び水成ガス反応に対する触媒作用を調べた。(2)光やγ線照射を利用した金属ナノ粒子やナノ細線の鋳型合成と化学的抽出捕集によるそれらの水性ガスシフト反応活性やガス吸着特性やPtPdの合金ナノ細線の生成と磁気的特性について興味ある結果が得られた。アルコールやCO共存下で白金塩を担持した28および47Åサイズの細孔チャンネルを有するFSM-16に紫外部光あるいはγ線照射を行うと、細孔チャンネルに沿って白金のナノ細線が生成した。電子顕微鏡写真より見積もると径がFSM-16メソ細孔径と等しい2.7nmで、単結晶性のナノ細線(長さが50-250nm)が密度高く得られた。また、4.7nmのサイズを有するFSM-16を用いた場合は同様な光照射とγ線照射による光還元反応により4.7nm径,長さ30-200nmの白金ナノ細線が得られた。メゾ細孔チャンネルはPt塩の光還元反応によるナノ細線合成のための鋳型として働くことがわかった。ナノ細線の長さは、Pt塩の担持量や紫外線照射及びγ線の照射時間により変化し、長いものでは300-500nmに達することが電子顕微鏡で観察された。Ptナノ粒子とナノ細線試料の水性ガスシフト反応の表面PtあたりのTOF活性はナノ細線試料の方がナノ粒子試料に比べて、10倍以上高いことがわかった。また、NEt_4Cl/EtOH/Benzene溶液を用いることにより抽出された白金ナノ細線は電子線回析の結果から(110)面心対称性のC軸(100)方向にのびた単結晶であることがわかった。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 北海道大学, 09232204
  • 特殊反応場触媒活性種モデルとなる有機ヘテロ2核/クラスター錯体の合成と反応性
    科学研究費補助金(重点領域研究)
    1997 - 1997
    福岡 淳; 小宮 三四郎; 平野 雅文; 福岡 淳
    遷移金属触媒において異種金属がもたらす協同効果は広く知られている。このような協同効果は異種金属界面という特殊な反応場における相乗効果であると考えられているが、これらを分子レベルで解明した例はほとんど知られていない。本研究では白金を含むヘテロバイメタリック錯体において、白金上のエチル基からのβ水素脱離反応および白金上のヒドリドとアルキンの反応において異種金属が白金に与える影響を分子レベルで解明することに成功した。エチル基を有する白金を含むヘテロバイメタリック錯体の合成は1,2-ビス(ジエチルホスフィノ)エタン(以下、dpeと記す)を持つ単核エチル白金錯体Pt(Et)(I)(dpe)とNa[CpMO(CO)_3]、Na[CpW(CO)_3]またはNa[Co(CO)_4]とのメタセシス反応により合成した[(dpe)EtPt-MoCp(CO)_3,(dpe)EtPt-WCp(CO)_3,(dpe)EtPt-Co(CO)_4]。これらの錯体の加熱によりβ水素脱離反応が進行し、エチレンとそれぞれ対応するヒドリド2核錯体を与えた。また、これらの反応はエチル2核錯体に対して1次反応であった。これらの2核錯体のβ水素脱離反応は単核のエチル白金錯体に比ベて速く進行した。ヒドリド白金モリブデン錯体(dpe)HPt-MoCp(C0)_3は、アセチレンジカルボン酸ジメチルやトランなどの2置換アセチレン誘導体と反応し、HMoCp(CO)_3と0価白金錯体Pt(RC≡CR)(dpe)を与えた。これは我々がすでに報告しているヘテロバイメタリック錯体におけるアルキル基の移動と類似した反応性であり、白金の酸化によりアルキルやヒドリドが隣接した金属に容易に移動することを示している。しかし、1置換アセチレン誘導体であるアセチレンモノカルボン酸エステルやフェニルアセチレンを用いると白金上のヒドリドがアルキンにマルコフニコフ付加しモリブデン上のカルボニルの1つが脱離し、1つが架橋配位した(dpe)Pt(m-CR=CH_2)(m-CO)MoCp(CO)が得られた。
    文部科学省, 重点領域研究, 東京農工大学, Principal investigator, Competitive research funding, 09218218
  • メソ多孔体の触媒機能
    科学研究費補助金
    1997
    Competitive research funding
  • Catalysis of mesoporous materials
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    1997
    Competitive research funding
  • 特殊反応場触媒活性種モデルとなる有機へテロ2核/クラスター錯体の合成と反応性
    科学研究費補助金(重点領域研究)
    1996 - 1996
    福岡 淳; 平野 雅文; 小宮 三四郎
    我々は、有機へテロ二核/クラスター錯体上のアルキル基の反応性に対する異種金属の共同効果について研究している。本年度はパラジウムを含む新規二核錯体の合成・同定とCO挿入の反応性について検討した。PdとMo、W,Coの組み合わせをもち、Pd上にメチル基を有する新規二核錯体の合成を行い、構造解析を行った。X線構造解析から、(dpe)MePd-Co(CO)_4(1)のPd周りは平面四配位、Co周りは歪んだ三方両錐型の構造であることがわかった。さらにCo上のCO配位子のうち、ひとつがベントセミブリッジング型であることがわかった。錯体1をCOと反応させるとPd-Me間にCOが挿入したアセチル二核錯体が収率良く得られた。類縁化合物と反応速度の比較を行うと、錯体1はPdMeCl(dpe)や(dpe)MePt-Co(CO)_4よりも高い反応性を示すことがわかった。ここで、Na[Co(CO)_4]添加によっても反応速度の阻害がみられなかったことから、反応中、Pd-Co結合は保持されているものと考えられる。さらに、^<13>COを用いて反応を行ったところ、アセチル炭素の^<12>C/^<13>C比は2.0-2.5となり、^<12>COが多いことがわかった。系中に^<12>COが4等量存在し、^<13>COが27等量存在することを考えると、もし反応中にスクランブリングが起これば^<12>C/^<13>比は0.15になるはずである。従って、上の結果はCo上のCO配位子が優先的にPd-Me間に挿入することを示している。これはPdとCoの共同効果によるものと推定される。今後は触媒反応への展開を行いたい。
    文部科学省, 重点領域研究, 東京農工大学, Principal investigator, Competitive research funding, 08232226
  • 特殊反応場触媒活性種モデルとなる有機ヘテロ2核/クラスター錯体の合成と反応性
    科学研究費補助金(重点領域研究)
    1995 - 1995
    福岡 淳; 平野 雅文; 小宮 三四郎
    今年度は新規有機ヘテロ2核/クラスター錯体として、エチル基と1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(以下dpeと略)を配位子をもちPtとMo、W、Mn、Coの組み合わせからなる二核錯体の合成を行った。さらにPd上にメチル基をもち、Mo、W、Coを含む二核錯体を合成・単離することができた。また、ナフサ改質触媒のモデルとなる有機Pt-Re-S錯体の合成を行った。さらに、チオラト基を有するチタノセン錯体とノルボナジエン配位子をもつ有機Pt錯体との反応により、チオラト配位子がPtとTiに架橋した2核錯体の合成・単離に成功した。錯体の同定はIR、NMR、元素分析、化学反応性により行った。ここで、(dpe)MePd-Co(CO)_4、Me_2Pt(μ-SMe)_2TiCp_2および有機Pt-Re-S錯体では良好な単結晶が得られ、X線構造解析により分子構造を決定することができた。メチル基とPdを含む(dpe)MePd-Co(CO)_4では室温、1気圧という条件下でCO挿入反応が進行し対応するアシル2核錯体を収率80%で与えた。また、CO挿入反応はCo(CO)_4部分により促進されることがわかった。さらに、dpeを配位子としてエチル基とPtを含む二核錯体では、熱分解条件下で還元的脱離よりもβ-水素脱離が速やかに進行し、エチレンを生成することを見いだした。特に、Pt-Mo、Pt-W錯体ではエチレンとともに対応するヒドリド二二核錯体が生成し、これを単離・同定した。この反応は二核構造を保持したままβ-水素脱離が進行する例である。動力学的な検討から、このβ-水素脱離反応は会合型機構で進行するものと推測された。
    文部科学省, 重点領域研究, 東京農工大学, Principal investigator, Competitive research funding, 07242223
  • 担持金属触媒のモデル錯体による金属-担体相互作用の研究
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1993 - 1994
    福岡 淳
    本研究では、担持金属触媒のモデルとなる錯体を合成し、触媒反応特性に大きな影響を与える金属-担体相互作用の本質に関する分子レベルでの検討を行うこと、およびその錯体を用いた触媒反応を行うことを目的とした。まず、シリカ担持白金触媒のモデルとして、単核および複核の有機白金シロキソ錯体PtMe(OSiPh_3)(cod)(1)と[((cod)MePtO)SiPh_2]_2O(2)を合成した。新規錯体1,2の構造はIR、NMR、元素分析、化学反応により行った。また、1の分子構造はX線構造解析により決定した。錯体1は室温以下、1気圧の水素雰囲気下で容易に還元され、配位子の水素化物と白金コロイドを与えることを見出した。この白金コロイドを透過型電子顕微鏡で観察すると、その粒子径は5-10nmであることがわかった。この還元反応を利用して、錯体1をアルミナ表面に含浸担持させ、溶液中で水素と反応させることにより、温和な条件下でPt/Al_2O_3(3)が得られた。透過型電子顕微鏡の観察から白金の粒子径は約8nmで、塩化白金酸から通常法で調製したPt/Al_2O_3(4)に比べ、より白金が均一に分散していることが分かった。3による1,5シクロオクタジエンの水素化反応を行うと部分水素化のみ進行し、シクロオクテンが得られた(収率60%、選択率100%)。一方、4を用いた場合には完全水素化が進行してしまい、シクロオクタンが得られた(収率100%)。
    文部科学省, 奨励研究(A), 東京農工大学, Principal investigator, Competitive research funding, 05855113
  • 石油改質触媒のモデルとなる金属クラスター錯体によるアルカンの活性化
    科学研究費助成事業
    1993 - 1993
    小宮 三四郎; 平野 雅文; 福岡 淳
    石油改質触媒では白金にレニウムを添加し、硫化水素で予備硫化したものが用いられ、C-H結合の切断など非常に多くの化学的に興味深い反応が起きることが知られているが、本研究ではその活性種モデルとして新しい硫黄架橋を有する有機白金-レニウムクラスター錯体を合成単離した。即ち、アルキルクロロ(1、5-シクロオクタジエン)白金とテトラカルボニルレニウム(μ_3-S)トリメチルスズとのメタセシス反応により黄色の結晶[{R(cod)Pt(μ_3-S)Re(CO)_4}_2{RPt(μ_3-S)Re(CO)_4}]_2(R=Me,Et,Benzyl,cod=1,5-cyclooctadiene)を合成単離した。メチル誘導体は200℃で熱分解するとメタンをゆっくり生成したが、対応するメチルクロロ白金錯体に比べ非常に熱的に安定で、硫黄およびレニウムの効果として注目される。一方、アルキル基としてエチル基を有する錯体の熱分解では、β-水素脱離反応が促進され、エチレンを主に与えた。これは石油改質白金触媒へのレニウムおよび硫黄の効果として興味深い。速度論的検討の結果、β-水素脱離反応が促進されたのはクラスター錯体の熱分解反応が1、5-シクロオクタジエンの解離を律速としていることに由来していると考えられた。さらに、この錯体を触媒とした1、5-シクロオクタジエンの水素化を行ったところ、異性化能が高いことが分かった。
    日本学術振興会, 一般研究(C), 東京農工大学, 05805065
  • 制ガン性有機金錯体と核酸塩基との特異的相互作用
    科学研究費助成事業
    1993 - 1993
    小宮 三四郎; 平野 雅文; 福岡 淳
    われわれはこれまで三級ホスフィンを配位子とする金錯体の制ガン活性に注目し、いくつかのトリアリールホスフィンの金錯体を合成し核酸塩基との反応について検討してきた。本研究では錯体の水溶性向上を目的とし、トリヒドロキシメチルホスフィンを配位子とした金錯体の合成および核酸塩基との相互作用について検討した。クロロ(トリヒドロキシメチルホスフィン)金錯体はクロロ(シクロオクテン)金錯体とトリヒドロキシメチルホスフィンの反応から得た。この錯体は硝酸銀の存在下でグアノシン、アデノシンおよびシチジンと反応し、これらが一分子金に配位した新しい錯体ニトラト(核酸塩基)(トリヒドロキシメチルホスフィン)金を与えることが分かった。また、金に配位した核酸塩基は遊離の核酸塩基と速く交換していることがNMRから明らかとなった。反応の平衡定数から金に対する核酸塩基の配位力はシチジン>グアノシン>アデノシンの順であることが分かった。これらの三級ホスフィン金錯体への核酸塩基の配位においては、エントロピーとエンタルピーの間に強い補償効果があることが分かった。さらに、これらの水溶性金錯体はP388に対して若干の制ガン活性があることが分かった。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 東京農工大学, 05209207
  • 制ガン性有機金錯体と核酸塩基との特異的相互作用
    科学研究費助成事業
    1992 - 1992
    小宮 三四郎; 福岡 淳
    トリアリールホスフィンを配位子とする金(I)ニトラト錯体とグアノシン、アデノシン、シチジンなどの核酸塩基との反応から、これらが1分子配位した新しい金(I)錯体を単離した。これらの錯体は溶液中で遊離の核酸塩基と速い交換反応を起こしており、その機構はダイナミックNMRシミュレーションにより会合的機構であることが明らかとなった。この反応ではトリアリールホスフィンのオルト位に置換基を有すると交換速度が遅くなることがわかった。この系に二つの核酸塩基を同時に存在させ、金に対する相対的配位力について検討した。NMRの化学シフトからその平衡定数を算出したところ、核酸塩基の金に対する配位力はシチジン、グアノシン、アデノシン、チミジンの順であり、シスプラチンの場合とは異なることがわかった。これらの反応における△G、△Hおよび△Sとトリアリールホスフィンのコーンアングル(立体的要因)および置換基のO^*(電子的要因)との間にはほとんど相関がなかったが、反応の△HとT△Sとの間には強い補償効果が観測された。また、これらヌクレオシドとリン酸基を有するヌクレオチドとの熱力学的配位力の違いを検討したところ、ほとんどなくリン酸基が反応に関与していないものと考えられた。既ち、核酸塩基の金に対する配位は塩基部分の特定の位置であるものと推定される。
    また、これらの錯体の水への溶解性は薬剤として利用するときには非常に重要である。そこで、これらの錯体の水溶性を増加させるためにトリス(アミノエチル)ホスフィンやトリス(ヒドロキンメチル)ホスフィンを用いることにより、類似の金(I)錯体を合成した。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 東京農工大学, 04225208
  • Selective C-H Bond Activation by Group 7 and 8 Transition Metal Complexes and its Application to Organic Synthesis
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    1991 - 1992
    KOMIYA Sanshiro; FUKUOKA Atsushi
    The objects of this research are development of novel C-H bond activation of functionalized organic substances using group 7 and 8 transition metal complexes and its application to selective organic syntheses. In this research, new rhenium, iron, and ruthenium complexes, which can smoothly produce reactive coordinatively unsaturated species, are successfully prepared. They are ReH(C_2H_4)_2(PMe_2Ph)_3 (1), ReH(N_2)(PMe_2Ph)_4 (2), [MnMe_2(dmpe)_2]^+[AlMe_4]^- (3), [MnMe_2(dmpe)_2]^+[BPh_4]^- (4), RuH_2(PPh_3)_4 (5), Ru(C_2H_4)(PPh_3)_3 (6), Fe(N_2)(depe)_2 (7), Complexes 2,5, and 6 react with active hydrogen compounds to give hydride complexes having an enolate anionic ligand. Enolate complexes derived from alpha-cyanocarboxylates have direct coordination of the cyano group to the metal leaving a highly nucleophlic enolate moiety. These complexes smoothly react with aldehydes and acrylonitrile to give aldol reaction and Michael addition products respectively. In contrast, enolate complexes, which are produced by the reaction of 5 and 6 with 2,4- pentanedione, do not react with these compounds. All these complexes 2,5,6 and the enolate complexes thus prepared as well as Ru(cod)(cot)/PR_3 system act as selective catalysts of these reactions. These results indicate that the enolate complexes isolated in this research are active reaction intermediates, and support the unusually high selectivity of the ruthenium and rhenium catalyzed aldol and Michael type reactions.
    On the other hand, the C-H bonds of alkenecarboxylates oxidatively add selectively to ruthenium(0) to give new hydridoalkenyl and hydrido-pi-allyl type complexes, depending on the esters employed. In the latter case, dienecarboxylate type complexes are gradually formed by the beta-hydrogen elimination from a sigma-allyl intermediate. The regeiselectivity in these CH bond activation reactions can be understood by the thermodydamic stability of the ruthenim products.
    Unusual olefin metathesis reaction between coordinated alpha-cyanocinnamate on rhenium and tetracyanoethylene takes place under ambient conditions. The reaction is considered as the first example of olefin metathesis of functionalized olefins.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for General Scientific Research (B), Tokyo University of Agriculture and Technology, 03453099
  • Molecular Design and Structural Controlling of Heterogeneous Reaction Sites by Ship-in-bottle Synthesis
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    1991 - 1992
    ICHIKAWA Masaru; OHNISHI Ryuichiro; SHIDO Takafumi; FUKUOKA Atsushi
    Metal carbonyl clusters grafted on supports such as oxides and zeolites offer a great advantage in the rational preparation of metal/bimetal ensemble sites for activation of small molecules such as CH_4,CO_2 and H_2O to be effectively converted into useful chemicals. Metal clusters entrapped in zeolite micro-pores are ideal objects for the study of collective behavior and heteronuclear two-site promotion in stoichiometric and catalytic reactions of chemically modest small molecules such as CH_4,CO and CO_2.
    We have extended works to synthesize Rh_<6-x>Ir_x(CO)_<16>(x=0-6) and Rh_4Fe_2(CO)_<15>^<2-> inside NaY zeolite by the "ship-in-bottle" technique, and characterized the H_2-reduced bimetal ensembles by EXAFS, FTIR, and Mossbauer in CO and CH_4 atmosphere. NaY-entrapped RhIr ensembles provide selectively C_2H_6 via central C-C bond-scission in the butane hydrogenolysis, while NaY-entrapped RhFe ensembles selective towards CH_4+C_3H_8 via terminal C-C bond scission. Recently, we have succeeded to synthesize the series of Chini-type Pt clusters such as [Pt_3(CO)_6]_n^<2-> (n=3,4,5) inside NaY cages, which are characterized by FTIR, EXAFS and UV-vis. They are catalytically active for NO reaction with CO and the water gas shift reaction (CO+H_2O=CO_2+H_2) at lower temperatures, and exhibited effective photocatalysis for the latter reaction with a marked enhancement under the illumination of a Xe lamp compared with the dark reduction. The results suggest that H_2O is activated with anionic Pt carbonyl clusters inside the cages to promote the H (or OH) formation under the photo-illumination.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for General Scientific Research (B), Hokkaido University, 03453001
  • Development of Mossbauer Spectrometer System for Characterization of Catalysts and Its Application in Catalysis Chemistry
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    1990 - 1992
    TOMINAGA Takeshi; MINAI Yoshitaka; FUKUOKA Atsushi; ICHIKAWA Masaru
    A Mossbauer measurement system was developed for characterization of catalysts and their precursors. The system is composed of Mossbauer spectrometric modules and sample-mounting apparatus specially designed for measurement of unstable compounds and catalysts.
    The Mossbauer measurement system was applied to characterization of the precursors of silica-supported iron-rhodium catalysts. The Mossbauer spectra indicated that size and composition of iron-containing oxides on silica depended on preparation procedures including temperature of calcination.
    Phthalocyanineiron (II) synthesized in the zeolite supercage was also characterized by Mossbauer spectroscopy. Pyridine-adduct formation was suppressed by limitation of the residual space of the supercage containing phthalocyanineiron (II) molecule and interaction of pyridine with acid sites on the inner supercage. Mossbauer results demonstrate that the size of supercage and the population of acid sites influenced the reactivity of coordination compounds in the zeolite.
    Electronic and spin states of several iron (II) octahedral complexes with bidentate amines as ligands synthesized in zeolite supercage were also studied by Mossbauer spectroscopy. The Mossbauer parameters indicated that octahedral structure of some iron (II) complexes was distorted in the supercage due to the steric hindrance of the complex ions in the supercage of the zeolite. Mossbauer spectroscopy also indicated that the steric interaction influenced spincrossover of iron (II) complex with (2-aminomethyl) pyridine synthesized in the supercage.
    Iron (II) cyano-complexes on hydrotalcite was characterized also by Mossbauer spectroscopy. Preliminary results indicated that iron (II) was oxidized on the surface of hydrotalcite.
    The results obtained in the application studies demonstrate that Mossbauer characterization system using the devices developed in this research project is quite useful for designing new catalysts.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B), University of Tokyo, 02554024
  • レーザー光を用いた金属クラスター錯体の骨格変換反応
    科学研究費助成事業
    1991 - 1991
    福岡 淳
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 東京農工大学, 03854069
  • ゼオライト内金属フタロシアニン錯体の構造と触媒機能に関する研究
    科学研究費助成事業
    1990 - 1990
    福岡 淳
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 02855189
  • 自己増殖機能を有する反応場の分子設計と反応制御
    科学研究費助成事業
    1990 - 1990
    市川 勝; 大西 隆一郎; 田中 勝己; 福岡 淳
    生体触媒である酵素反応の大きな特徴として、自己と同型のものをくりかえしくりかえし生産する機能、すなわち鋳型増殖能がある。こうした自己増殖反応場を無機材料に構築するには、反応分子に対して高度の分子認識性を有する局所構造を有する反応場を原子レベルで精密設計することが必要である。本年度は自己増殖機能を有する反応場としてY型及びX型ゼオライト(12A細孔径)細孔内にピケットフェンス型金属フタロシアニン及びモリブデン複核錯体を内部合成しその構造特性とアルカン末端ヒドロキシル化反応及びオレフィンメタセシス及びホモロゲジョン反応に対する分子形状触媒選択性に及ぼす分子認識度を調べ検討した。
    まずNaYゼオライト細孔内にHFe_3(CO)_<11>ーカルボニルクラスタ-を内部合成し、これを酸化遷元処理を行ってゼオライト細孔内にFe超微粒子を作成した。これを鋳型にしてフタロニトリルあるいはtーブチルフタロニトル加え反応させそれぞれザオライト細孔内にFeフタロシアニソ(FePc)あるいはtーブチル置換Feフタロシアニン(FePc(tーBu)_4)を内部合成することが出来た。細孔内捕捉FePc及びFePc(tーBu)_4の構造的性質に関して、Kー吸収端EXAFS、XANES、 ^<57>Feメスバウア-分光法、赤外分光及び可視紫外部吸収解析を行った。その結果ゼオライト細孔内のFeフタロシアニンにはフタロシアニン環の平面に歪が見られ、特にtーブチル基置換フタロシアニンではFeーN結合が伸び又配位数の低下が観察された。tーブチル置換のFeフタロシアニンでは分子のカサ高さのためヘキサンのヨ-ドソベンゼンによる酸化反応ではゼオライト細孔内tーブチル置換FePcにおいて末端ヒドロキシル化選択率が極めて高いことが見いだされた。シリカ上にMo_2(NMe_2)_4及びMo_2(OAc)_4担持固定した触媒についてEXAFS及びESRの観察を行ったところシリカ上に複核Mo構造を保持して固定されることが見いだされた。これを用いたエチレン、プロピレンの反応に対し二量化触媒特性と高活性なメタセシス反応が見いだされた。立体規制誘引因子及び反応分子取り込みに対する反応機構との関連を検討し、さらに高度な自己増殖性の分子反応場の設計を試みる。
    日本学術振興会, 一般研究(C), 北海道大学, 02640330
  • Molecular Design of Cluster Catalysts in Micropore and Selective Activation of Alkanes
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    1987 - 1989
    ICHIKAWA Masaru; FUKUOKA Atsushi
    A series of metal/bimetal catalysts have been prepared from the carbonyl clusters such as Rh_<6-X>Ir_X(CO)_<16> (X=0-6) and [Fe_2Rh_4(CO)_<16>]^<2-> which were synthesized inside NaY zeolite supercages. NaY-entrapped Rh_6, Ir_6, Rh_4Ir_2, Rh_3Ir_3, and Rh_2Ir_4 crystallites derived from the carbonyl clusters have been well characterized by FTIR, ^<129>Xe NMR, and CO/H chemisorption on their metallic structure and electronic states. The results suggested that the reduced crystallites inside NaY zeolite consisted of the cluster ensemble with the controlled metal compositions and fairly stabilized through several sequence of oxidation, reduction, and alkane hydrogenolysis. As the test reactions, hydrogenlysis of n-butane and ethane, and benzene hydrogenation were conducted. It is of interest to observe the dramatic decrease of hydrogenolysis activity by four order of magnitude across the series of clusters by increasing the number of modest Ir atoms in the active Rh ensembles, while a slight enhanacement activity for the benzene hydrogenation. For butane hydrogenolysis, the smaller Rh ensembles in the bimetallic clusters gave the maximum selectivities towards the central C-C bond scission to give C_2H_6.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for General Scientific Research (B), Hokkaido University, 62470069
  • バイメタリッククラスター担持触媒の調製と選択的有機合成反応への応用
    科学研究費助成事業
    1987 - 1987
    福岡 淳
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 62750774
■ Industrial Property Rights
■ Academic and Social Contribution Activities/Other
Industrial Property Rights
  • NEDO技術委員
    01 Aug. 2014
    Academic research
    NEDO
Social Contribution Activities
  • さきがけ領域アドバイザー
    04 Apr. 2015
    Advisor
    科学技術振興機構
  • JST-ALCA秋鹿分科会及びSIPエネルギーキャリア運営･評価委員会委員
    01 May 2013 - 31 Mar. 2015
    Advisor
    科学技術振興機構