【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.14】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0152
利用課題名 / Title
ナノ材料へのモルフォロジー付与による機能向上
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,ナノ多孔体/ Nanoporuous material,電子顕微鏡/ Electronic microscope,メソポーラス材料/ Mesoporous material
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
中坂 佑太
所属名 / Affiliation
北海道大学 大学院工学研究院 材料化学工学研究室
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
原田 真吾
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-302：電界放出形走査電子顕微鏡
HK-305：ショットキー電界放出形走査電子顕微鏡
HK-301：環境セル対応透過電子顕微鏡
HK-107：量子・電子制御ナノマテリアル顕微物性測定装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ゼオライトは、触媒や吸着材として工業的にも広く利用されている。ゼオライトは分子サイズに近い大きさの細孔を有しており、活性点はその細孔内表面に存在する。分子は細孔内を拡散して活性点に吸着することで反応が進行するため、 拡散の影響を受けやすい。このため、触媒設計において細孔内の拡散情報は不可欠である。 ゼオライト結晶内の拡散係数の計測する上で、用いるゼオライトのモルフォロジーを精度よく測定する必要がある。ここでは、電界放射型走査電子顕微鏡を用いて合成したゼオライトのモルフォロジー評価を行った。
実験 / Experimental
ゼオライトのSi源、Al源および構造規定剤を含む水溶液を調製し、オートクレーブ中で水熱合成することでゼオライトを得た。得られた材料を試料台に固定し、電界放射型走査電子顕微鏡（JEOL, JSM-6500F）にて観察を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
ゼオライト骨格中にAlを含まないMFI型ゼオライトであるsilicalite-1および骨格にFeを含むMFI型のフェリシリケートを合成した。電界放射型走査電子顕微鏡を用いることで厚みの揃った板状の粒子がえられたことを確認することができた。この材料を用いることで、これまで報告例が極めて少ない気相系でのゼオライト細孔内における高級炭化水素の拡散係数を実測することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
合成したゼオライトのSEM像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 植木康平、塚野真尋、永石新太郎、岩村振一郎、中坂佑太、向井紳、直状流路を導入した多孔質炭素モノリス体を直接造形可能な3Dプリンター用インクの開発（ポスター）、第51回炭素材料学会, 2024/11/28
- 石橋 大輝、永石 新太郎、岩村 振一郎、中坂 佑太、向井 紳、リチウム空気電池の高エネルギー密度化に向けたカーボンナノファイバー正極の構造制御（ポスター）、第51回炭素材料学会, 2024/11/28
- 藤原亘、永石新太郎、中坂佑太、向井紳、直鎖状炭化水素のゼオライト結晶内拡散係数に及ぼす酸点と細孔構造の影響（口頭）、第34回化学工学・粉体工学研究発表会, 2025/1/31
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件