研究者基本情報

• 博士（理学）, 東京工業大学

• https://researchmap.jp/satoshisuganuma

• https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=201801001100957234

• 201801001100957234

• バイオマス変換
• ゼオライト
• 固体触媒
• 固体酸塩基触媒

• ナノテク・材料, 無機材料、物性
• ナノテク・材料, グリーンサステイナブルケミストリー、環境化学
• ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）, 触媒プロセス、資源化学プロセス

• 修士課程, 環境科学院
• 博士課程, 環境科学院

研究活動情報

• 2022年05月, 石油学会, 石油学会奨励賞（学術部門）出光興産賞
  実油中の多環芳香族類選択的転換のための固体酸触媒および関連技術の開発

• Ultrasmall Nanocrystalline Nickel Ferrite Electrocatalysts for The Oxygen Evolution Reaction with Enhanced Nickel Utilization
  Etsushi Tsuji; Takumi Tarohata; Watari Ikuta; Kyoko Sugiura; Hiroyuki Okada; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  ACS Applied Nano Materials, American Chemical Society (ACS), 2026年06月08日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Catalytic In Situ Acetalization Strategy for High-Yield Synthesis of C₄- and C₂-Carbohydrate Derivatives from Glucose
  Ryota Osuga; Navya Subray Bhat; Quan Shi; Natsumi Shibayama; Mizuho Yabushita; Satoshi Suganuma; Hiroki Taniguchi; Mizuki Tada; Hideki Kato; Long Zhang; Ivo Filot; Emiel J. M. Hensen; Kiyotaka Nakajima
  ACS CATALYSIS, 16, 2, 1675, 1683, 2026年01月16日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Conversion of polycyclic aromatic hydrocarbons into key monoaromatic hydrocarbons through partial hydrogenation and ring-opening using MoO _x -loaded beta zeolite catalyst
  Satoshi Suganuma; Sayaka Sekino; Kazuki Nakajima; Kazu Okumura; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  Catalysis Science & Technology, Royal Society of Chemistry (RSC), 2026年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, High BTEX yield achieved from PAHs using MoO _x /beta catalysts under high H ₂ pressure; 52.8 C-mol% BTEX obtained from 2-ring PAHs, because MoO _x can activate H ₂ and synergize with Brønsted acid sites. This catalyst offers efficient PAH valorization.
• Polypropylene Decomposition in Petroleum-based Solvents over Beta Zeolite toward Chemical Recycling
  Motomu SAKAI; Mahiro MATSUSHITA; Takumi OMATA; Kensei MIURA; Eri MIURA; Tohru KAMO; Yuya KAWATANI; Hiroki MASUDA; Satoshi SUGANUMA; Naonobu KATADA; Masahiko MATSUKATA
  Journal of the Japan Petroleum Institute, 68, 6, 259, 267, Japan Petroleum Institute, 2025年11月01日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Ambient CO₂ Hydrogenation to Formate Over NiPd Catalyst
  Jayashree Parthiban; Bhanu Priya; Rohit Kumar Rai; Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Sanjay Kumar Singh
  ChemCatChem, Wiley, 2025年08月04日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  The urgent need for sustainable CO₂ management has driven the development of efficient catalytic systems capable of converting CO₂ into value‐added chemicals under mild conditions. Herein, we report a Ni₉Pd₁ catalyst with a low Pd content (Ni/Pd = 9:1) for the selective CO₂ hydrogenation to formate at low temperatures. Remarkably, this catalyst exhibits exceptional versatility, efficiently hydrogenating both aqueous (bi)carbonate and CO₂ captured from air (as carbonate) to formate. Moreover, this catalyst shows appreciable robustness by achieving cumulative formate yields of 770.5 mmol g_Pd⁻¹ (TON of 82, STY of 32.18 mmol_formate g_Pd⁻¹ h⁻¹ at 28 °C) and 1371.9 mmol g_Pd⁻¹ (TON of 146, STY of 57.16 mmol_formate g_Pd⁻¹ h⁻¹ at 80 °C) over multiple cycles. The synergistic Ni‐to‐Pd interaction in this catalyst leads to the efficient CO₂ activation and H₂ dissociation, enabling operation under mild conditions. This study demonstrates an integrated and sustainable approach where CO₂ captured from air can be hydrogenated to formate at low temperature.
• Bio‐Based Phenol from Cashew Nutshells by Catalytic Hydrocardanol Trans‐Alkylation Using H‐ZSM‐5 Zeolite
  Jan J. Wiesfeld; Keisuke Iriba; Satoshi Suganuma; Emiel J. M. Hensen; Ryota Osuga; Kiyotaka Nakajima
  ChemSusChem, 18, 17, Wiley, 2025年07月07日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Cardanol, an unsaturated long‐chain alkylphenol derived from agricultural waste, has potential as a sustainable substrate for bio‐based phenol production. Herein, the potential of hydrocardanol, readily obtained through cardanol hydrogenation, is demonstrated as a viable feedstock for phenol production via trans‐alkylation using toluene as the alkyl acceptor. H‐ZSM‐5 (SiO₂/Al₂O₃ molar ratio = 80) exhibits a 53.7% phenol yield with a high phenolics balance (86.7%) from a 10 wt% hydrocardanol solution at full conversion in a batch reactor. In contrast, cardanol gives only 27.1% phenol under the same reaction conditions. This improved yield with hydrocardanol is attributed to suppressed formation of bi‐ and/or polycyclic phenols via self‐alkylation, due to the higher thermal stability of the saturated side chain. Realkylation of the desired phenol product largely limits the phenol yield. The model reaction experiments with phenol and 1‐pentadecene show that the reaction proceeds via hydrocardanol dealkylation on the zeolite, followed by rapid isomerization, cracking and oligomerization reactions of the resulting long‐chain olefin, and realkylation of toluene and phenol. This indicates that phenol alkylation could be suppressed by reducing the hydrocardanol‐to‐toluene ratio. This approach is validated in a fixed‐bed flow reactor, achieving a high phenol yield (>95%) with a high carbon balance (>99%).
• Mild and Selective Hydrogenation of Furfural and Its Derivatives to Tetrahydrofurfuryl Compounds Catalyzed by Aluminum Oxide-supported Nickel Carbide Nanoparticles
  Taiki Kawakami; Sho Yamaguchi; Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Takato Mitsudome; Tomoo Mizugaki
  ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 13, 21, 7994, 8002, American Chemical Society (ACS), 2025年05月21日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Highly Active and Air-Stable Iron Phosphide Catalyst for Reductive Amination of Carbonyl Compounds Enabled by Metal–Support Synergy
  Tomohiro Tsuda; Hiroya Ishikawa; Min Sheng; Motoaki Hirayama; Satoshi Suganuma; Ryota Osuga; Kiyotaka Nakajima; Junko N. Kondo; Sho Yamaguchi; Tomoo Mizugaki; Takato Mitsudome
  Journal of the American Chemical Society, 147, 17, 14326, 14335, American Chemical Society (ACS), 2025年04月16日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Influence of Oxide Reservoirs on the Performance of Direct Air Electrolysis Using NaClO₄ as a Deliquescent Neutral Electrolyte Salt
  Etsushi Tsuji; Miyu Watanabe; Watari Ikuta; Yuki Fujita; Hiroyuki Okada; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  ACS Applied Energy Materials, 8, 4, 2537, 2542, American Chemical Society (ACS), 2025年02月17日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Synthesis of Brownmillerite-type Ca₂Fe_0.5Co_1.5O₅ as a Durable Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction in Neutral Aqueous Solution
  Hiroyuki Okada; Etsushi Tsuji; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  ELECTROCHEMISTRY, 93, 12, 2025年, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Lewis acid catalysis of phosphate-modified CaNb₂O₆ for xylose dehydration to furfural
  Zijian Wang; Ryota Osuga; Koichiro Endo; Daniele Padovan; Satoshi Suganuma; Atsushi Fukuoka; Hideki Kato; Kiyotaka Nakajima
  Catalysis Science & Technology, 15, 9, 2665, 2669, Royal Society of Chemistry (RSC), 2025年, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Phosphate-modified CaNb₂O₆ is a highly active and reusable catalyst for xylose dehydration to furfural.
• Reduction behaviors of tin oxides and oxyhydroxides during electrochemical reduction of carbon dioxide in an aqueous solution under neutral conditions
  Etsushi Tsuji; Kaede Ohwan; Tomoki Ishikawa; Yuki Hirata; Hiroyuki Okada; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  RSC Sustainability, 3, 3, 1388, 1396, Royal Society of Chemistry (RSC), 2025年, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, SnO was reduced to metallic Sn particles while maintaining its shape during CO₂RR, whereas SnO₂ and tin oxyhydroxide dissolved in the electrolyte at pH 7, subsequently forming metallic nanoparticles via reductive deposition from Sn cations.
• Shape selective cracking of polypropylene on an H-MFI type zeolite catalyst with recovery of cyclooctane solvent
  Tomohiro Fukumasa; Yuya Kawatani; Hiroki Masuda; Ikuto Nakashita; Ryusei Hashiguchi; Masanori Takemoto; Satoshi Suganuma; Etsushi Tsuji; Toru Wakaihara; Naonobu Katada
  RSC Sustainability, 3, 2, 890, 903, Royal Society of Chemistry (RSC), 2025年, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Polyolefin was selectively cracked in the micropores of an MFI-zeolite catalyst, while the solvent, cyclooctane with bulky a molecular shape, was mostly recovered. It opens a way for chemical recycling of plastic without consuming other materials.
• Brownmillerite-Type Ca₂FeCoO₅ Ultrathin Layers as Anodic Catalysts for Water Electrolysis
  Hiroyuki Okada; Ren Adachi; Etsushi Tsuji; Ryosuke Nanbu; Kazu Okumura; Sho Kitano; Hiroki Habazaki; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  ACS Applied Nano Materials, 8, 1, 223, 232, American Chemical Society (ACS), 2024年12月18日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Ethylation of Benzene with Ethane over MFI Zeolite-Supported Pb Catalyst
  Koshiro Nakamura; Sho Tanizaki; Kakeru Tsubokawa; Etsushi Tsuji; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  Catalysis Letters, 155, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2024年11月13日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• A Protection Strategy for High‐yield Synthesis of Dimethyl Furan‐2,5‐dicarboxylate from 5‐Hydroxymethylfurfural Using Methanol as an Acetalizing Agent
  Nirupama Sheet; Ryota Osuga; Nao Arai; Jan J. Wiesfeld; Satoshi Suganuma; Takayuki Aoshima; Atsushi Fukuoka; Emiel J. M. Hensen; Kiyotaka Nakajima
  ChemCatChem, 16, 4, Wiley, 2024年01月23日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Developing efficient catalytic processes for obtaining biobased monomers for plastics can significantly contribute to a more sustainable economy. The biomass‐derived and chemical platform 5‐hydroxymethylfurfural (HMF) can be converted to various key intermediates, which is often hampered by side reactions due to the reactive nature of the formyl group in HMF. Here, we present a stepwise approach involving a protecting agent to obtain dimethyl furan‐2,5‐dicarboxylate (MFDC), which is a monomer for polyalkylene furanoates, a new class of biobased polyesters. Methanol is used as a solvent, reactant, and protecting agent for HMF's formyl group. In the first step, the oxidative esterification of the hydroxymethyl group to methyl carboxylate in HMF‐dimethylacetal catalyzed by Au/CeO₂ affords methyl 5‐formylfuran‐2‐carboxylate dimethylacetal (MFFC‐acetal) in high yields (>90 %) from concentrated methanolic solutions (~20 wt %). Without protecting agent, a mixture of methyl‐5‐hydroxymethylfuran‐2‐carboxylate (MHMFC), MFDC, and humin byproduct was obtained. The deprotection of MFFC‐acetal in the second step proceeded efficiently in acetone with Amberlyst‐15, affording MFFC in a >90 % yield. In the final step, oxidative esterification of MFFC in methanol (10 wt %) afforded MFDC in a 93 % yield using Au/CeO₂. The acetal protection strategy with methanol offers an efficient route toward MFDC in two oxidative esterification steps.
• Overview of intentional formation of paired heteroatom sites in zeolite frameworks
  Mizuho Yabushita; Ryota Osuga; Yoshinao Nakagawa; Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Keiichi Tomishige
  CrystEngComm, 26, 33, 4405, 4417, Royal Society of Chemistry (RSC), 2024年, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Intentional placement of two heteroatoms in close proximity in zeolite frameworks is an important task for developing fine-tuned catalysts and ion exchangers and has been achieved via three different strategies.
• Methylation of benzene with methane induced by strong adsorption of benzene on Co ion at α-position in zeolite with moderate Al−Al distance
  Naonobu Katada; Nobuki Ozawa; Etsushi Tsuji; Keigo Kanehara; Akiho Otsuka; Taiga Sakamoto; Kirari Umezawa; Hitoshi Matsubara; Satoshi Suganuma; Momoji Kubo
  Microporous and Mesoporous Materials, 364, 112855, 112855, Elsevier BV, 2024年01月, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Oxidative Esterification of Acetal-Protected 5-Hydroxymethylfurfural to Dimethyl Furan-2,5-dicarboxylate with High Recovery of Protecting Agent
  Jan J. Wiesfeld; Ryota Osuga; Satoshi Suganuma; Takayuki Aoshima; Emiel J.M. Hensen; Kiyotaka Nakajima
  ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 12, 1, 450, 458, American Chemical Society (ACS), 2023年12月26日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Selective Conversion of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Formation of Valuable Chemicals from the Heavy Oil Component
  Satoshi SUGANUMA; Naonobu KATADA
  Journal of the Japan Petroleum Institute, 66, 4, 95, 100, Japan Petroleum Institute, 2023年07月01日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Hydrogenation of Pyroglutamic Acid into Pyroglutaminol over Ni/SiO₂
  Reina KANEDA; Satoshi SUGANUMA; Etsushi TSUJI; Naonobu KATADA
  Journal of the Japan Petroleum Institute, 65, 5, 192, 199, Japan Petroleum Institute, 2022年09月01日, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Selective Hydrogenation of L‐proline to L‐prolinol over Al ₂ O ₃ ‐supported Pt‐MoO _x Catalyst
  Chinami Kaku; Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  ChemCatChem, 14, 19, e202200399, Wiley, 2022年07月29日, ［査読有り］, ［招待有り］, ［責任著者］
  研究論文（学術雑誌）
• Brownmillerite-type Ca2Fe0.75Co1.25O5 as a robust electrocatalyst for the oxygen evolution reaction under neutral conditions
  Hiroyuki Okada; Etsushi Tsuji; Miho Hisada; Sho Kitano; Hiroki Habazaki; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  SUSTAINABLE ENERGY & FUELS, 6, 11, 2709, 2717, 2022年04月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Acidic property of YNU-5 zeolite influenced by its unique micropore system
  Naonobu Katada; Kana Yamamoto; Moeri Fukui; Kai Asanuma; Satoshi Inagaki; Kazuki Nakajima; Satoshi Suganuma; Etsushi Tsuji; Ana Palcic; Valentin Valtchev; Petko St. Petkov; Kristina Simeonova; Georgi N. Vayssilov; Yoshihiro Kubota
  Microporous and Mesoporous Materials, 330, 111592, 111592, Elsevier BV, 2022年01月, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Improvement of Photoelectrocatalytic Activity and Stability of WO 3 for Oxygen Photoevolution Reaction by Loading of Brownmillerite‐type Ca 2 FeCoO 5 as a Cocatalyst
  Etsushi Tsuji; Yoshiki Degami; Hiroyuki Okada; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  Energy Technology, 9, 9, 2100197, Wiley, 2021年07月30日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• MFI zeolite-supported Ru nanoparticles for efficient conversion of pyroglutamic acid to 2-pyrrolidone
  Akihiro Otani; Masaya Kuroda; Satoshi Suganuma; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  Reaction Chemistry & Engineering, 6, 10, 1920, 1927, 2021年07月, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Selective dealkylation of alkyl polycyclic aromatic hydrocarbons towards innovative upgrading process of practical heavy oil
  Fumiya Nakano; Tomohide Goma; Satoshi Suganuma; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  Catalysis Science & Technology, 11, 1, 239, 249, 2021年, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Innovation of catalytic technology for upgrading of crude oil in petroleum refinery
  Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  Fuel Processing Technology, 208, 106518, 106518, Elsevier BV, 2020年11月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Position and Lewis acidic property of active cobalt species on MFI zeolite for catalytic methylation of benzene with methane
  Hitoshi Matsubara; Kana Yamamoto; Etsushi Tsuji; Kazu Okumura; Koshiro Nakamura; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  Microporous and Mesoporous Materials, 310, 110649, 110649, 2020年09月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Brownmillerite‐Type Crystalline Ca₂FeCoO₅ Ultrasmall Particles with Single‐Nanometer Dimensions as an Active Cocatalyst for Oxygen Photoevolution Reaction
  Etsushi Tsuji; Ryosuke Nanbu; Yoshiki Degami; Kei Hirao; Takeyuki Watanabe; Naoya Matsumoto; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  Particle & Particle Systems Characterization, 37, 5, 2020年04月20日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Reactivity of Methane and Benzene over Metal/MFI Zeolite Analyzed with Temperature-Programmed Reaction Technique
  Koshiro Nakamura; Kazu Okumura; Etsushi Tsuji; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  CHEMCATCHEM, 12, 8, 2333, 2340, 2020年04月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Adsorption kinetics in removal of basic nitrogen-containing compounds from practical heavy oils by amorphous silica-alumina
  Satoshi Suganuma; Kohsuke Arita; Fumiya Nakano; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  Fuel, 266, 117055, 117055, 2020年04月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Mechanism of tetralin conversion on zeolites for the production of benzene derivatives
  Kazuki Nakajima; Satoshi Suganuma; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  Reaction Chemistry & Engineering, 5, 7, 1272, 1280, Royal Society of Chemistry (RSC), 2020年, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Selective Formation of Active Cobalt Species for Direct Methylation of Benzene with Methane on MFI Zeolite by Co-presence of Secondary Elements
  Hitoshi Matsubara; Etsushi Tsuji; Yasumi Moriwaki; Kazu Okumura; Kana Yamamoto; Koshiro Nakamura; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  Catalysis Letters, 149, 9, 2627, 2635, 2019年06月11日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• One-step Conversion of Glutamic Acid into 2-Pyrrolidone on Supported Ru Catalyst in Hydrogen Atmosphere: Remarkable Effect of CO Activation
  Satoshi Suganuma; Akihiro Otani; Shota Joka; Hiroki Asako; Rika Takagi; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  ChemSusChem, 12, 7, 1381, 1389, 2019年04月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Direct Methylation of Benzene with Methane Catalyzed by Co/MFI Zeolite
  Nakamura Koshiro; Okuda Akihito; Ohta Kiyotaka; Matsubara Hitoshi; Okumura Kazu; Yamamoto Kana; Itagaki Ryosuke; Suganuma Satoshi; Tsuji Etsushi; Katada Naonobu
  CHEMCATCHEM, 10, 17, 3806, 3812, 2018年09月07日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Removal of Basic Compounds and Dealkylation of Alkyl Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Vacuum Gas Oil
  Kinugasa Keisuke; Nakano Fumiya; Nagano Satoko; Suganuma Satoshi; Tsuji Etsushi; Katada Naonobu
  JOURNAL OF THE JAPAN PETROLEUM INSTITUTE, 61, 5, 294, 301, 2018年09月, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Keggin-type molybdovanadophosphoric acids loaded on ZSM-5 zeolite as a bifunctional catalyst for oxidehydration of glycerol
  Satoshi Suganuma; Takuya Hisazumi; Kohtaro Taruya; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  Molecular Catalysis, 449, 85, 92, 2018年04月01日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Compensation between activation entropy and enthalpy in reactions of aromatic hydrocarbons catalyzed by solid acids
  Koshiro Nakamura; Ryo Mizuta; Satoshi Suganuma; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  CATALYSIS COMMUNICATIONS, 102, 103, 107, 2017年12月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Enhancement of catalytic activity for toluene disproportionation by loading Lewis acidic nickel species on ZSM-5 zeolite
  Satoshi Suganuma; Koshiro Nakamura; Akihito Okuda; Naonobu Katada
  MOLECULAR CATALYSIS, 435, 110, 117, 2017年07月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Influence of Acidic Property on Catalytic Activity and Selectivity in Dehydration of Glycerol
  Satoshi Suganuma; Takuya Hisazumi; Kohtaro Taruya; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  CHEMISTRYSELECT, 2, 20, 5524, 5531, 2017年07月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Shape selectivity in toluene disproportionation into para-xylene generated by chemical vapor deposition of tetramethoxysilane on MFI zeolite catalyst
  Daisuke Mitsuyoshi; Koji Kuroiwa; Yuta Kataoka; Takuya Nakagawa; Misaki Kosaka; Koshiro Nakamura; Satoshi Suganuma; Yasuhiro Araki; Naonobu Katada
  MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS, 242, 118, 126, 2017年04月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Dealkylation of alkyl polycyclic aromatic hydrocarbon over silica monolayer solid acid catalyst
  Naonobu Katada; Yusuke Kawaguchi; Kazuki Takeda; Taku Matsuoka; Naoki Uozumi; Kazuki Kanai; Shohei Fujiwara; Keisuke Kinugasa; Koshiro Nakamura; Satoshi Suganuma; Masato Nanjo
  APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, 530, 93, 101, 2017年01月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Production of aldehydes from 1,2-alkanediols over silica-supported WO3 catalyst
  Daolai Sun; Yasuhiro Yamada; Satoshi Sato; Satoshi Suganuma; Naonobu Katada
  APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, 526, 164, 171, 2016年09月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Acidic property of BEA zeolite synthesized by seed-directed method
  Satoshi Suganuma; Haiyan Zhang; Chengguang Yang; Feng-Shou Xiao; Naonobu Katada
  JOURNAL OF POROUS MATERIALS, 23, 2, 415, 421, 2016年04月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Assignments of Bending Vibrations of Ammonia Adsorbed on Surfaces of Metal Oxides
  Satoshi Suganuma; Yuta Murakami; Jota Ohyama; Tatsuya Torikai; Kazu Okumura; Naonobu Katada
  CATALYSIS LETTERS, 145, 10, 1904, 1912, 2015年10月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• sp3-Linked Amorphous Carbon with Sulfonic Acid Groups as a Heterogeneous Acid Catalyst
  Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Masaaki Kitano; Shigenobu Hayashi; Michikazu Hara
  CHEMSUSCHEM, 5, 9, 1841, 1846, 2012年09月, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• SO3H-bearing mesoporous carbon with highly selective catalysis
  Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Masaaki Kitano; Hideki Kato; Asako Tamura; Hidesato Kondo; Shinichiro Yanagawa; Shigenobu Hayashi; Michikazu Hara
  MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS, 143, 2-3, 443, 450, 2011年09月, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Synthesis and acid catalysis of cellulose-derived carbon-based solid acid
  Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Masaaki Kitano; Daizo Yamaguchi; Hideki Kato; Shigenobu Hayashi; Michikazu Hara
  SOLID STATE SCIENCES, 12, 6, 1029, 1034, 2010年06月, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Hydrolysis of Cellulose by a Solid Acid Catalyst under Optimal Reaction Conditions
  Daizo Yamaguchi; Masaaki Kitano; Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Hideki Kato; Michikazu Hara
  J. Phys. Chem. C, 113, 8, 3181, 3188, 2009年, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Adsorption-Enhanced Hydrolysis of β-1,4-Glucan on Graphene-Based Amorphous Carbon Bearing SO3H, COOH, and OH Groups
  Masaaki Kitano; Daizo Yamaguchi; Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Hideki Kato; Shigenobu Hayashi; Michikazu Hara
  Langmuir, 25, 9, 5068, 5075, 2009年, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Hydrolysis of cellulose by amorphous carbon bearing SO3H, COOH, and OH groups
  Satoshi Suganuma; Kiyotaka Nakajima; Masaaki Kitano; Daizo Yamaguchi; Hideki Kato; Shigenobu Hayashi; Michikazu Hara
  JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 130, 38, 12787, 12793, 2008年09月, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）

• コロイド固定化法により調製した担持Au触媒を用いたバイオマス由来フラン化合物の酸化的エステル化反応
  新井直; SHEET Nirupama; 大須賀遼太; 菅沼学史; 村山徹; 中島清隆, 触媒討論会予稿集(CD-ROM), 134th, 2024年
• 糖から衣服をつくる
  菅沼学史, 化学と工業, 76, 10, 708, 709, 2023年10月
• 重質油処理のための触媒開発
  菅沼学史, PETROTECH, 44, 4, 277, 282, 2021年04月, ［査読有り］, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
• メタン転換技術の最新動向 メタンによるベンゼンの直接メチル化反応に活性なCo種の特性
  松原仁志; 辻悦司; 菅沼学史; 片田直伸, 触媒, 62, 6, 351, 356, 2020年
• 固体酸触媒の最新の研究動向 固体酸触媒反応における活性化エンタルピーとエントロピーに関する研究
  片田直伸; 中村浩史郎; 菅沼学史; 辻悦司, 触媒, 60, 1, 2018年
• 固体酸触媒によるグリーンプロセスの開発
  菅沼学史, 化学工業, 67, 5, 348, 353, 2016年, ［査読有り］, ［招待有り］
  小峰工業出版, 日本語
• 再生可能資源からつくるPET原料の合成
  菅沼学史, 触媒, 58, 4, 247, 2016年, ［査読有り］, ［招待有り］

• Selective hydrogenation of amino acid into amino alcohol using Pt-MoOx/Al2O3
  Satoshi Suganuma; Chinami Kaku; Kiyotaka Nakajima; Etsushi Tsuji; Naonobu Katada
  1st Catalytic Biorefinery International Conference, 2025年02月07日
• 石油資源の有効利用率向上のための多環芳香族類選択的転換
  菅沼学史
  第27回反好会講演会, 2024年09月10日, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• Selective conversion of polycyclic aromatic hydrocarbons in petroleum
  Satoshi Suganuma
  第53回石油・石油化学討論会, 2023年10月, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• アミノ酸の水素化による含窒素化学品の原料合成
  菅沼学史
  第449回触媒科学研究所コロキウム, 北海道大学, 2023年06月02日, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• Selective hydrogenation of amino acids
  Satoshi Suganuma
  1st Japan-China Symposium on Catalysis, 2021年10月, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• バイオマス資源由来のアミノ酸から化成品原料の合成
  菅沼学史
  第20回バイオマス変換触媒セミナー 『多様化するバイオマス資源の利活用技術』，主催：一般社団法人触媒学会（バイオマス変換触 媒研究会）, 2019年12月, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• 高圧水素条件における担持Ru触媒によるグルタミン酸から2-ピロリドンのワンポット合成反 応
  菅沼学史
  第34回若手化学者のための化学道場，主催：公益社団法人 有機合成化学協会, 2018年09月, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• MFIゼオライトとV系複合酸化物を利用した グリセロール脱水酸化反応
  菅沼学史
  2017年日本化学会 中国四国支部大会 鳥取大会, 2017年11月, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• 固体触媒によるバイオマスの有用化学資源化
  菅沼学史
  平成26年度日本化学会東北支部講演会 ～若手 研究者による環境低負荷型材料の開発～, 2014年12月, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］

• 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
• 応用化学特別講義, 2024年, 修士課程, 総合化学院
• 環境物質科学基礎論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 環境科学院
• 環境触媒化学特論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 環境科学院
• 先端総合化学特論Ⅱ, 2024年, 博士後期課程, 総合化学院

• 日本化学会
• 石油学会
• ゼオライト学会
• 触媒学会

• 糖類の分解・再結合による化学品合成法の開拓
  科学研究費助成事業
  2024年04月01日 - 2027年03月31日
  菅沼 学史
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 24K08155
• 結晶性複合酸化物の量子ナノ構造体を基軸とした人工光合成助触媒の創製
  科学研究費助成事業
  2022年04月01日 - 2026年03月31日
  辻 悦司; 片田 直伸; 菅沼 学史
  2022年度、マンガンやコバルトなどの遷移金属元素を含むスピネル型複合酸化物について、光触媒である酸化ガリウム上でのナノ形態制御を行ったところ数原子層～5 nm程度の膜厚の量子薄膜が得られた。今年度はこれらを用いて水溶液中での二酸化炭素光還元反応を行ったが、二酸化炭素還元活性は低かった。そこで当初想定いていたスピネル型構造のみならず、二酸化炭素還元活性が報告されている銅やスズをベースとした結晶性酸化物についてまずは二酸化炭素還元活性を評価したのち、ナノ構造制御を進めることとした。
  酸化銅(Ⅱ)を光触媒である酸化ガリウム上にさまざまな方法で担持した。二酸化炭素光還元反応では、光による電子の励起過程と励起した電子による二酸化炭素の還元過程が両方とも機能しなければ活性を示さないため、まずは後者を評価するために電極触媒活性を評価した。酸化ガリウムのみでは活性が低く、また水溶液中では水の還元による水素生成が優先的に起こるため二酸化炭素還元の選択率は低かったが、酸化銅と酸化ガリウムを複合化すると酸化銅(Ⅱ)単独に比べ活性が3倍以上に向上し、一酸化炭素の生成量が大幅に向上することを見出した。
  一方、スズを含む酸化物として酸化スズ(Ⅱ)、酸化スズ(Ⅳ)、水酸化酸化スズを合成し、水溶液中での二酸化炭素還元反応を行ったところ水溶液中にもかかわらず二酸化炭素還元反応の選択率が80％以上となり、特に水酸化酸化スズでは90%を超えた。またいずれの試料も二酸化炭素還元時にそのほとんどが金属スズへと還元された。電気メッキで電析した金属スズ薄膜では、二酸化炭素還元反応の選択率は55%程度であったことから、反応前のスズの状態がその活性、選択性に大きく影響することを明らかにした。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 鳥取大学, 23K23437
• 結晶性複合酸化物の量子ナノ構造体を基軸とした人工光合成助触媒の創製
  科学研究費助成事業
  2022年04月01日 - 2026年03月31日
  辻 悦司; 片田 直伸; 菅沼 学史
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 鳥取大学, 22H02169
• アクセシビリティーの高い強ブレンステッド酸性固体触媒の開発と応用
  科学研究費助成事業
  2021年04月01日 - 2026年03月31日
  片田 直伸; 窪田 好浩; 辻 悦司; 菅沼 学史
  YFI（YNU-5）型ゼオライトについては脱Al後にメチルナフタレン環のメチル化・トランスメチル化挙動を幅広く解析した．嵩高い2-メチルナフタレンのみを原料とする反応では異性化が進行し，触媒劣化が遅く，大細孔からアクセス可能な強ブレンステッド酸点によってトランスメチル化が速やかに進行し，そのような場合には劣化が起きにくいことが実証された．大細孔はあるがその中に強ブレンステッド酸点を持たないMOR（モルデナイト）型ゼオライトでは劣化が速かった．またYFIで小さなメタノールも原料として加えるとメチル化・トランスメチル化の両方が進行したが，両反応とも速やかな速度低下を示し，小さな分子が小細孔に入って副反応を起こし強ブレンステッド酸点を被覆することが示唆され，析出物やミクロ細孔特性の解析から裏付けられた．
  YFIゼオライトのシリカ被覆では，ここまで書いたように触媒劣化が顕著であり，また被覆によって活性の低下が激しいものの，2-メチルナフタレンとメタノールから2,6-および2,7-ジメチルナフタレンのみを選択的に生成することができた．
  シリカ塩基処理MFI（YNU-5）型ゼオライトにおいては塩基処理の程度を増すと，まず①外表面酸点が増加し，つぎに②外表面積が増加し，最後に③Al濃度が増す3段階の変化がそれぞれ起きることがわかった．ポリプロピレン分解活性は②と対応しており，ポリプロピレンがその一端をミクロ細孔に侵入させて反応していることが明らかとなった．既に嵩高い分子形状を持つ溶媒を使うと形状選択的にポリオレフィンだけを分解できることを示しているが，機構が明らかとなった．
  前年までに，開いた空間に突き出た強ブレンステッド酸点のCo種にベンゼンが強く吸着するため，メタンによるベンゼンのメチル化反応が進行することをおおよそ明らかにしていたが，今年度出版した．他に多数の学会・論文発表を行った．
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 鳥取大学, 23K21059
• アクセシビリティーの高い強ブレンステッド酸性固体触媒の開発と応用
  科学研究費助成事業
  2021年04月01日 - 2026年03月31日
  片田 直伸; 窪田 好浩; 辻 悦司; 菅沼 学史
  未利用資源の有効利用などのため，大細孔強ブレンステッド酸性の触媒が求められる．YFI (YNU-5)型ゼオライトの酸性質をアンモニアIRMS-TPD法および量子化学計算で解析し，強ブレンステッド酸点が狭いisolated 8-ring (以後i8r)に存在することと，広い12-12-8-ring system (以後12rS)側の分子と反応する機構がわかった．
  簡便で大スケールの合成法を確立した．厳しい条件での酸処理により12rS側から脱Alが起き，Si-migrationが促進され，（水）熱安定性が向上し，i8rの強ブレンステッド酸点を残し，強度を保ったままブレンステッド酸点濃度を調節できることがわかった．DTO反応において高度脱Al体（Si/Al = 287）では，反応初期にまずi8r由来酸点がまず失活し，その後は12rSで主に反応が進行することが示唆された．
  脱Al YFIゼオライトは，大細孔強ブレンステッド酸性の触媒が求められるナフタレン・2-メチルナフタレンのメタノールによるメチル化，2-メチルナフタレンの異性化，ポリプロピレンの分解に活性を示し，2-メチルナフタレンの不均化には不活性であった．ピログルタミン酸の水素化に対するRu触媒には大細孔強ブレンステッド酸性の担体が求められ，YFIゼオライトは高活性をもたらした．ナフタレン類のメタノールによるメチル化では劣化が速く，i8rにメタノールだけが入って重合したためと推測される．
  以上，欠点はあるものの，YFIゼオライトが未利用資源の有効利用に資する大細孔強ブレンステッド酸性の触媒・担体として機能することがわかった．
  劣化を抑制するため，i8rを選択的に塞いだのちにH+を復活させることを意図し，Agイオン交換-還元を試みたところ，i8rに選択的にAgが位置する兆候を得た．
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 鳥取大学, 21H01717
• アミノ酸からポリアミド・ポリエステルを製造するための固体触媒システムの開発
  官民による若手研究者発掘支援事業
  2022年10月 - 2023年09月
  NEDO, 北海道大学
• 超微粒子化による多元系遷移金属酸化物の物性変化と可視光応答型光触媒への展開
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  2018年04月01日 - 2021年03月31日
  辻 悦司; 菅沼 学史
  昨年度までに得られた知見をもとに、新たに酸素発生触媒として知られているスピネル型NiCo2O4の超微粒子化を検討した。2 nm程度の逆ミセル内でスピネル型NiCo2O4前駆体を合成し、これを両性酸化物である酸化亜鉛に担持した。その後、大気中で焼成したところ、酸化亜鉛上に数 nmのスピネル型NiCo2O4超微粒子が得られた。これを濃アルカリ水溶液中で加熱撹拌を行った結果、両性酸化物である酸化亜鉛担体のみが溶解しスピネル型構造を維持した数nmのNiCo2O4超微粒子を単離することに成功した。またTEM-EDSによる化学組成分析により、Ni:Co = 1:2と目的組成で合成されていることがわかった。
  こうして得られたスピネル型NiCo2O4超微粒子の光学物性を評価した。バルク状NiCo2O4が近赤外～紫外領域の光を吸収するのに対し、数nmのスピネル型NiCo2O4超微粒子は吸収端が短波長シフトし、600 nm以下の可視～紫外領域を吸収した。このようにバルクとは異なる可視光領域での光吸収が見られた。
  次に表面積の異なる酸化亜鉛担体を合成し、これらを用いてスピネル型NiCo2O4超微粒子を合成した。酸化亜鉛担体の表面積が大きいほどNiCo2O4超微粒子の粒子径が減少し、担体の表面積を制御することで、結晶構造や化学組成を変化することなくNiCo2O4超微粒子の粒子径のみが変化することがわかった。また粒子径の減少に伴い、吸収光の波長が短波長シフトすることも見出した。
  このように合成したスピネル型NiCo2O4超微粒子の酸素発生触媒活性を評価した。液相ゲル化法で合成した数十nmのスピネル型NiCo2O4微粒子よりも優れた触媒活性を示し、超微粒子化による高活性化を達成した。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 鳥取大学, 18K05275
• 固体触媒を用いたグルタミン酸から２－ピロリドンへのワンポット高効率変換
  科学研究費助成事業 若手研究
  2018年04月01日 - 2021年03月31日
  菅沼 学史
  前年度の実績としてグルタミン酸から２－ピロリドンを合成することを見出し，収率60％を示した．この反応に対してアルミナにルテニウムを担持させた触媒の活性が高かった．今年度さらなる活性の向上を目指して担体の検討を行った．種々の担体を比較した中で塩基性担体では中間体のピログルタミノール収率が高かったが，酸性担体の中でもゼオライト担体の場合に２－ピロリドン収率が向上した．特に，MFIゼオライトにルテニウムを担持させた触媒が既報のアルミナ担体よりも金属当たりの活性が著しく高かった．この触媒調製での含浸担持で溶液のpHが高い場合に触媒反応中に金属がリーチングするが，低い場合にはリーチングせず安定した活性を示した．MFIゼオライトはゼオライトの中でも酸強度が強いため，イオン交換サイトの電子親和力が強いと考えられる．そのためMFIゼオライト上のルテニウムは正電荷を帯びた状態を形成する．グルタミン酸から2-ピロリドンの合成反応過程ではピログルタミノールの脱水素，脱カルボニルが進行するが，脱カルボニルにより一酸化炭素が生成し活性点を被毒する．しかし，ルテニウムは一酸化炭素の水素化活性が高いため全体の反応速度が速い．特に正電荷を帯びた状態が高い反応速度を示すことから，MFIゼオライト上のルテニウムは特に活性が高いと推察される．しかし，MFIゼオライトの細孔径は酸素10員環で狭いため，ピログルタミン酸の細孔内での拡散速度は遅いと考えられる．現在，MFIゼオライトと同程度の強さの酸強度をもち，大きな細孔をもつ酸素12員環をもつゼオライトを担体に用いる触媒の活性を評価している．
  日本学術振興会, 若手研究, 鳥取大学, 研究代表者, 競争的資金, 18K14261
• 重質油のスマート変換のための脱アルキル化プロセスの開発
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2016年04月01日 - 2021年03月31日
  片田 直伸; 辻 悦司; 菅沼 学史
  今年度の計画の4項目について記す．
  (1) 原料油からの塩基性化合物除去：アモルファスシリカアルミナを吸着剤として，実油中の塩基性化合物を吸着除去する速度を支配する要因（複数）を明らかにし，その影響を定量化する速度式を確立した．これによってプロセス設計が可能となった．
  (2) 触媒劣化対策：シリカモノレイヤー触媒は実油の反応でも劣化が遅く，さらに反応温度を723 Kとすると高分子アルカンによる劣化を避けられることを実証した．
  (3) シリカモノレイヤー触媒の優位性，実用性：目的反応（アルキル多環芳香族の脱アルキル化）には細孔径，副反応（アルカン分解）にはブレンステッド酸強度の影響が大きいことがわかった．シリカモノレイヤーは活性・選択性が高く，かつ有用なアルキル単環芳香族は脱アルキル化しなかった．これらは大きな細孔と比較的弱いブレンステッド酸点のためであった．ゼオライトなどは副反応の活性が高く，これは小さな細孔内の強いブレンステッド酸点のためであった．シリカモノレイヤー上でも短いアルキル基を持つ多環芳香族は残ったが，後の極性分離工程に悪影響はない．シリカモノレイヤーの細孔特性は担体のアルミナを引き継いでおり，細孔直径<10 nmのアルミナを用いると活性・選択性が低下するが，それ以上では安定しており，製造しやすい触媒であることが示された．このように詳細にわたってシリカモノレイヤー触媒の優位性，実用性が示された．
  (4) 多環芳香族から単環芳香族への反応：アルミナ担持Mo種がナフタレンからテトラリンへ反応に高い活性を示し，MoO3モノレイヤーが活性種とわかった．担持量を制御したMo/*BEAゼオライトがテトラリンからベンゼン誘導体への反応を選択的に促進し，これは細孔が充分大きくブレンステッド酸点がMo近傍に存在するためとわかった．このように触媒の選定，製造に必要な情報を揃えた．
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 鳥取大学, 競争的資金, 16H04568
• 減圧軽油（VGO）の革新的変換プロセスの開発
  「石油精製高付加価値化等技術開発事業」における革新的石油精製技術のシー ズ発掘
  2019年04月 - 2020年03月
  経済産業省, 石油エネルギー技術センター
• 力を加えると作用する固体酸触媒構造体の創製
  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
  2016年04月01日 - 2019年03月31日
  片田 直伸; 辻 悦司; 菅沼 学史
  量子化学計算から，SiOAlの両端からの圧縮によって負電荷を受容する能力が高まること，他方，SiOAlを直線に近づける捻りによってO-対カチオンの共有結合が弱まることがわかった．触媒反応の活性化エンタルピーにアンモニア吸着熱の違いが反映され，活性化エントロピーとの関係から反応速度がどのように決まっているかが明らかとなった．
  アルミニウム基板のリン酸水溶液中高電圧下でのアノード酸化およびポアワイドニングによって制御されたマクロ細孔を有するアルミナ皮膜を得た．マクロ細孔の大きさ・深さとゼオライト前駆体の進入の様子との関係から，概ね全ての細孔にMFIゼオライト前駆体が充填された構造体を得た．
  日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 鳥取大学, 競争的資金, 16K14093
• バイオマス選択的溶解性イオン液体によるサスティナブル材料科学の創成
  科学研究費助成事業 基盤研究(A)
  2014年04月01日 - 2019年03月31日
  伊藤 敏幸; 菅沼 学史; 深谷 幸信
  セルロース，リグニンを溶解するイオン液体としてアミノ酸やアセタートを対アニオンとするイオン液体をデザインし，リジンアニオン（[Lys]）と1-メチル-1-メトキシエチルピロリジニウムカチオン([P1ME])と組合わせたイオン液体[P1ME][Lys]はセルロースとリグニンを共によく溶かし，一方，アセタートアニオンと[P1ME]を組合わせた [P1ME][OAc]はセルロースを非常に良く溶解することを見いだした．ついで，[P1ME][OAc]にセルロースを溶解し，ビニルエステルや2，2，2-トリフルオロエチルエステルを作用させると強酸や塩基触媒不要のセルロースの効率的アシル化が実現した．
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 鳥取大学, 競争的資金, 26241030
• グリセロールから有用化学資源の環境低負荷型合成
  科学研究費助成事業 若手研究(B)
  2016年04月01日 - 2018年03月31日
  菅沼 学史
  ヘキサゴナルタングステンブロンズ構造のW-V-O上をMFIゼオライトの微粒子で覆った二機能性触媒のMFI/W-V-Oの調製に成功した．この触媒はグリセロール脱水酸化反応を進行させアクリル酸を生成した．反応ではグリセロールがMFIゼオライトのブレンステッド酸点上で脱水された後，W-V-Oの酸化活性点上でアクロレインがアクリル酸へ酸化された．
  日本学術振興会, 若手研究(B), 鳥取大学, 研究代表者, 競争的資金, 16K18291
• 減圧軽油（VGO）の多面的高度利用プロセスの開発
  「石油精製高付加価値化等技術開発事業」における革新的石油精製技術のシー ズ発掘
  2016年04月
  菅沼学史
  石油エネルギー技術センター, 研究代表者, 競争的資金
• グリセロールからアクリル酸のワンポット合成
  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援
  2014年08月29日 - 2016年03月31日
  菅沼 学史
  バイオマス資源の利用で副生するグリセロールの有用資源化を目指して研究を行った．まず，様々な固体酸を用いてアクロレインへ変換する脱水反応を行い，触媒活性に与える酸性質の影響を明らかにした．また，アクリル酸まで一段で合成する脱水酸化反応の検討も行った．触媒はアクロレインを選択的に生成可能であるZSM-5を担体に用いて酸化活性種にMo-V-Oを担持して調製した．異なるSiO2/Al2O3比のZSM-5とMo-V-Oの担持量を検討することでアクリル酸を生成する触媒を見出した．
  日本学術振興会, 研究活動スタート支援, 鳥取大学, 26889041
• グリセロールからアクリル酸のワンポット合成
  研究活動スタート支援
  2014年10月 - 2016年03月
  菅沼学史
  日本学術振興会, 研究代表者, 競争的資金
• メソポーラスカーボンを担体にした触媒材料の開発
  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
  2010年 - 2011年
  菅沼 学史
  当該年度では柔軟な骨格をもつ高活性なカーボン固体酸の合成と水中で機能するルイス酸触媒の構築に成功した.これまでの知見では,カーボン固体酸の高い触媒活性は高密度のスルホ基と反応基質を取り込んでスルホ基へ効率よくアクセスさせる柔軟なカーボン骨格に由来することを見出した.本研究では,ポリ塩化ビニルを炭化・スルホ化して得られるカーボン固体酸がより柔軟かつスルホ基を高密度に固定したカーボン骨格を有し,セロビオース加水分解反応において既報のカーボン固体酸の約3倍の高い活性を示した.高活性な固体酸創出は,硫酸代替触媒として従来の化学工業プロセスの環境負荷低減に寄与するキーテクノロジーであり,本研究の成果はそれを推進する上で重要な第一歩である.また,カーボン固体酸の活性向上を図る具体的な方法を確立する基礎検討の側面を含んでおり,学術的側面からも重要な知見である.
  分子触媒を固定化したカーボン材料の開発はメソポーラスカーボンに導入したスルホ基を足場とする方法を試みた.当初の研究計画に従いカーボンにルイス酸触媒を固定化し酸化触媒として応用したが,均一系錯体触媒と比較して十分な触媒性能を示さずカーボン骨格が分解する結果となった.そこで,固体表面に存在する欠損サイトをベースに分子触媒と類似の機能を創出させることを検討した.様々な遷移金属酸化物の表面酸性質を検討したところ,V族遷移金属酸化物(Ta_2O_5,Nb_2O_5)が水中でも働く特異的なルイス酸触媒特性を示すことがわかった.本触媒の触媒性能を必須化学品の一つである乳酸の合成反応で評価したところ,従来の錯体触媒を上回る高い活性・選択性を示すことを見出した.系統的な検討までは到達していないが,これまで報告例がない固体の水中機能ルイス酸の触媒特性および発現機構の解明は学術面・工業面でも重要な知見を与えると期待できる.
  日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 東京工業大学, 10J04153

• プロリノールの製造方法，複合金属化合物およびその製造方法
  特許権, 菅沼学史; 加来知奈実; 辻悦司; 片田直伸, 国立大学法人鳥取大学
  特願 JP2020-087788, 2020年05月20日
• MWW型ゼオライト及びその製造方法、並びにクラッキング触媒
  特許権, 上村佳大; 遠藤明; 山崎康夫; 片田直伸; 菅沼学史; 窪田好浩; 稲垣怜史, 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 三井金属鉱業株式会社, 国立大学法人鳥取大学, 国立大学法人横浜国立大学
  特願JP2019-099458A, 2017年11月28日
  2019年06月24日
• 金属置換ベータ型ゼオライト及びその製造方法
  特許権, 窪田好浩; 稲垣怜史; 片田直伸; 菅沼学史; 山崎康夫; 古川孝裕, ユニゼオ株式会社, 三井金属鉱業株式会社, 国立大学法人鳥取大学, 国立大学法人横浜国立大学
  特願JP2017-206108, 2017年10月25日
• 金属酸化物含有複合体およびその製造方法、ならびにそれを用いた二酸化炭素還元方法
  特許権, 辻悦司; 藤田悠平; 松本直也; 菅沼学史; 片田直伸
  特願2019-140759
• 金属含有ゼオライト複合体、およびその触媒、ならびに２－ピロリドンの製造方法
  特許権, 菅沼学史; 片田直伸; 辻悦司; 大谷明央; 金田玲奈
  特願2020-016783
• エチル化反応用Ｐｂ含有ゼオライト触媒
  特許権, 片田直伸; 辻悦司; 菅沼学史; 谷崎翔; 中村浩史郎
  特願2019-154783
• 排気ガス浄化用触媒
  特許権, 山下嘉典; 菅沼学史; 青野紀彦
  特願2013-181448
• 芳香族転換用触媒及び芳香族炭化水素の製造方法
  特許権, 荒木泰博; 中村浩史郞; 奥田章仁; 菅沼学史; 片田直伸
  特願JP2017-6875A
• アルキル基を有さない多環芳香族とアルカンの製造方法
  特許権, 松岡卓; 竹田一貴; 川口侑亮; 菅沼学史; 片田直伸
  特願JP2017-43570A
• アルキル基含有芳香族炭化水素の製造方法及びアルキル化反応用触媒
  特許権, 奥田章仁; 太田清貴; 菅沼学史; 片田直伸; 荒木泰博
  特願JP2017-141195A