年報 - 北海道大学 触媒科学研究所

年報2015
北海道大学触媒科学研究所
Institute for Catalysis, Hokkaido University
Annual Report 2015
年報2015
北海道大学触媒科学研究所
Institute for Catalysis, Hokkaido University
Annual Report 2015
A-D 北海道大学触媒科学研究所(旧触媒化学研究セン
ター)改組記念行事およびシンポジウム(北海道
大学工学部フロンティア応用科学研究棟/2015年
10月13~15日)
A
B
E/F 情報発信型シンポジウム(マドリード/2015年11
月30日)
G-I 触媒科学研究所大学院生交流発表会・歓送会(北
海道大学創成科学研究棟/2016年3月11日)
J
大澤雅俊教授最終講義 (北海道大学創成科学研
究棟/2016年3月22日)
C
D
E
F
G
H
I
J
巻頭言
preface
「北海道大学触媒科学研究所年報2015」の
刊行にあたって
触媒科学研究所は,2015年10月1日に,
「触媒化学の基礎
および応用研究を推進する」ことを掲げて活動してきた触
媒化学研究センターから,「化学」にとどまることなく,
異分野を取り込んだ新しい触媒科学の確立と触媒国際研
究拠点を目指した研究所へと改組いたしました.
触媒化学研究センターが高いアクティビィティを示し
てきた基礎研究部門,実用化推進系,クラスター活動と公
募型共同利用・共同研究活動は発展的に引き継ぎました.
特に,これまでの実績が評価され,2016年度から始まる新
しい共同利用・共同研究拠点にも認定されました.我が国
唯一の触媒科学に関する共同利用・共同研究拠点としての
責任を自覚し,異分野融合と海外連携をも視野に入れた共
同利用・共同研究を行っていこうと思います.
この新しく触媒科学の確立と国際研究拠点構築のため
に,触媒連携研究センター(Catalysis Collaboration Research
Center;CCRC)を立ち上げました.ここには,国内外の研
究者との共同研究拠点となるユニットを設置して,組織間
連携を進め,研究所単独ではカバーできない活動を実施
し,研究所の機能強化を図ります.新しい触媒ネットワー
クと拠点構築にとって,この触媒連携研究センターはとて
も重要な組織であると思っています.
触媒科学研究所の改組と並ぶ2015年度の大きな試みと
して,クロスアポイントメント教員制度の開始がありま
す.2つの組織に所属し,それぞれのエフォートに応じて
それぞれの組織に貢献するクロスアポイントメント制度
ですが,西田まゆみ教授が北海道大学における第1号クロ
スアポイント教員(相手先:産総研)になりました.物理
的な距離はつくばと札幌という具合で,とても離れていま
すが,クロスアポイントメント教員がいることで,情報の
流れが円滑になり,両者の距離は縮まり,両者の連携が実
質的に進んでいます.クロスアポイントメント制度は始
まったばかりであり,成果や制度の問題点を洗い出し,よ
りよい制度として広く多くの教員が利用できるようにし
ていくことも本研究所の次年度に向けた課題です.
触媒化学研究センターから引き継いだ情報発信型シン
ポジウムをスペインで開催しました.今回をもちまして,
4年間にわたる第2シーズン(2012-2016年)を無事終了する
ことができました.この第2シーズンでは,世界の2カ所で
開催するという触媒化学研究センターとしては,相当に負
担の大きな事業でしたが,有機化学と理論化学の日本のプ
レゼンスを世界に発信し,その初期の目的を達成できたと
思っています.来年度から,装いも新たに,第3シーズン
としての情報発信型シンポジウムを開始します.
2012年度より開始した触媒高度実践研修プログラムも
大変好評を得て,年々研修プログラム件数が増加しており
ます.触媒科学を広く社会や産業界,異なる学術分野に広
げる機会となり,社会貢献の一つとしてとらえておりま
す.また,海外からの実習生も受入,国際触媒拠点として
の1つの役割と位置づけられます.
最後ではありますが,とても大きな事業として「統合物
質創製化学推進事業」があります.化学における「物質合
成(ものづくり)」と「若手人材育成」を目的としており,
名古屋大学物質科学国際研究センター,京都大学化学研究
所附属元素科学国際研究センター,九州大学先導物質化学
研究所と一緒に2011年度より行ってきました.その活動は
高く評価され,次年度からは統合物質創製化学研究推進機
構というバーチャル組織を誕生させ,新しい若手育成と
「物質合成」の新枢軸を打ち出そうとしております.触媒
科学研究所もその一翼を担うべく,先に挙げた触媒連携研
究センターに,ユニットを設置しました.
以上の研究活動をしっかり支えてくれているのが技術
部であり,研究支援員らであります.特に技術部は,ガラ
ス工作,機械工作,装置管理を主たる業務とし,触媒科学
研究所だけでなく,北大の教員からの要請,共同利用・共
同研究活動を通じた北大外から要請にも応え,触媒科学研
究所の研究基盤を支えています.また研究支援員らは,本
年報をはじめ,様々な情報収集,情報発信をし,研究を支
援しています.
触媒化学研究センターが研究所になったことで,セン
ターの時代と大きく違うところは,自らを決める,自律し
たという点です.自律するということはその決定や行動に
自ら責任を持つことになります.触媒科学研究所はこの点
を強く認識し,責任ある行動をとらないといけないと思っ
ています.一方で,外部の皆さんの公明で正大な意見・批
判を誠実に聞き,それを自らの判断・反省材料にしていく
ことも忘れまいと思います.2015年度に行った触媒化学研
究センターと触媒科学研究所の諸活動をまとめた年報を
どうぞお読みいただき,学内外の皆様の忌憚のないご意見
をいただければ幸いです.
触媒科学研究所長
朝倉清髙
2016年10月
1
目次
contents
巻頭言
「北海道大学触媒科学研究所年報2015」の刊行にあ
たって ......................................... 1
■沿革と記録
沿革 .......................................... 24
2015年度の記録 ................................ 28
研究所編
研究室編
■概要と組織
■基礎研究系
歴史 ........................................... 3
設置目的 ....................................... 3
目標と使命 ..................................... 3
教育研究理念 ................................... 3
新しい触媒科学発展のための施策 ................. 3
組織 ........................................... 4
所長/特別招へい教授/基礎研究系/実用化推進系/
ターゲット研究部/コーポレートユニット/研究支
援技術部/北キャンパス合同事務部
管理運営 ....................................... 6
運営委員会/共同利用・共同研究拠点課題等審査専
門委員会/協議員会/常置委員会/評価委員会/研究
員・大学院生などの受入れ
財務 ........................................... 8
外部資金を含む各年度の予算
施設 ........................................... 9
所在地/建物
教育/人材育成/社会連携 ........................ 10
進路状況/触媒化学のフロンティア/触媒科学研究所
海外派遣制度/触媒高等実践研修プログラム/学生交
流委員会
図書/学術情報 ................................. 13
図書/学術情報
触媒表面研究部門 ..............................
触媒理論研究部門 ..............................
表面分子科学研究部門 ..........................
物質変換研究部門 ..............................
触媒材料研究部門 ..............................
光触媒科学研究部門 ............................
分子触媒研究部門 ..............................
高分子機能科学研究部門 ........................
31
35
40
44
49
52
59
62
■実用化推進系 ................................ 65
■ターゲット研究部 ............................ 67
サステナブル触媒研究クラスター ................
不斉反応場研究クラスター ......................
構造制御表面反応場研究クラスター ..............
バイオインターフェース研究クラスター ..........
機能性プラズモン粒子研究クラスター ............
バイオポリマー研究クラスター ..................
量子シミュレーション研究クラスター ............
水中機能酸塩基触媒研究クラスター ..............
68
69
71
73
75
78
80
80
■コーポレートユニット........................ 85
■研究支援技術部 .............................. 86
■その他の業績 ................................ 88
■国際・国内交流と共同研究
交流協定 ...................................... 14
共同利用・共同研究拠点事業 .................... 14
平成22年度~27年度文部科学省特別経費「統合物質創
製化学推進事業」―先導的合成の新学術基盤構築と
次世代中核研究者の育成― ................... 16
講演会・研究会など ............................ 17
2015年北の国触媒塾 / 触媒科学研究所(旧触媒化学
研究センター)改組記念行事・国際シンポジウム-
First International Symposium of Institute for
Catalysis − Global Collaboration in Catalysis
Science toward Sustainable Society / 触媒化学研究
セ ン タ ー 情 報 発 信 型 シ ン ポ ジ ウ ム ─ CRC
International Symposium in Madrid "ASYMMETRIC
C-C BOND FORMATION & ORGANOMETALLICS"
/第1回理研-北大-産総研「触媒研究」合同シンポジ
ウム -知の発掘と革新触媒創造をめざすキャタリ
ストインフォマティクス- / ミニ国際シンポジウ
ム「電極溶液界面における表面増強赤外分光法の新
し い 展 開 」 ─ New Challenges of the
Surface-enhanced Infrared Spectroscopy (SEIRAS)
at the Electrode/Solution Interface /触媒化学研究セ
ンター(触媒科学研究センター)コロキウム
2
個人編
■個人データ
個人データ .................................... 89
教職員の特許 ................................. 104
教職員の受賞 ................................. 108
2015年度担当講義 ............................. 110
2015年度学位審査 ............................. 111
2015年度委員・講師など ....................... 112
2015年度外部資金など ......................... 114
編集後記
■編集後記 ..................................... 116
■書誌情報 ..................................... 116
概要と組織
abstract and organization
歴史
触媒の社会的重要性に鑑み,触媒研究所(昭和18年1月
30日設置)が設立された.平成元年5月29日に,触媒研究
所を母体とし,
「触媒化学に関する研究ならびに全国大学
等との共同研究,共同利用に供する」ことを目的とする全
国共同利用施設,触媒化学研究センターが設置された.そ
の時限は10年(1998年度)とされていたが,平成10年には,
3部門9分野として拡充改組され,平成19年から7研究部門
体制の触媒基礎研究部と,これら部門と学内外の研究者が
横断的に連携する7つの研究クラスターを擁した触媒ター
ゲット研究アセンブリ体制からなる新組織を始動させた.
平成22年には,文部科学省「共同利用・共同研究拠点」に
採択され,国内唯一の触媒研究拠点として認定された.更
に,平成24年以降の拡充改組では,新たに2部門―触媒理
論化学研究部門と実用化基盤技術開発部がそれぞれ創設
された.そして,平成27年10月1日,北海道大学の強みで
ある触媒科学をさらに発展させるべく,触媒化学研究セン
ターから触媒科学研究所に改組した.
設置目的
触媒科学研究所は触媒科学に関する研究を行い,かつ,
国立大学の教員その他の者でこの分野の研究に従事する
ものの利用に供することを目的に設置された.
目標と使命
持続可能社会の実現が強く望まれている.持続可能社会
実現のためには,物質・エネルギー生産・変換・利用を高
効率で実現し,多様な資源を有効活用するための基礎科学
と基礎科学に基づく実用化のための応用工学と技術開発
が必要である.触媒科学はこの持続可能社会が必要とする
科学・技術を支える核心的学問分野であり,触媒科学の基
礎研究を発展させ,触媒に関する基礎研究の成果を実用化
につなげて地球規模のイノベーションを促進することは
社会の強い要請である.
本研究所は,北大における世界トップクラスの触媒研究
を一層推進し,産業化につなげて社会の強い要請に答え
る.本研究所は異分野を融合した新たな触媒科学を創造
し,国内外の研究者とのネットワーク拠点なって,
“エネ
ルギー・資源の多様化と高度利用に資する触媒の原理解明
および新触媒合成技術の開発を進め,新規触媒の実用化を
推進して,触媒先導イノベーションを起こし,持続可能社
会を実現すること”を使命と目標として活動をおこなう.
教育研究理念
国内外の研究者コミュニティと連携し,物質科学に通底
する化学反応の反応機作と反応制御原理に関する基礎概
●年報2015・研究所編
念を明らかにする.この基礎概念に基づき,新しい触媒の
創造と実用化を進め,触媒先導イノベーションを実現し
て,持って社会の負託に応える.
又,この活動を永続的に行い,触媒に関する知識と技術
を広め,社会の発展に資する人材とリーダーの育成を進め
る.
新しい触媒科学発展のための施策
触媒科学研究所は触媒科学研究発展のために5つの施
策を掲げる.
1.触媒科学の基礎研究の推進とこれを基にした実用化す
るための組織整備
触媒表面研究部門,触媒理論研究部門,表面分子科学研
究部門,物質変換研究部門,触媒材料研究部門,光触媒科
学研究部門,分子触媒研究部門,高分子機能科学研究部門
を設置し,幅広い触媒の各分野に対応するとともに,ター
ゲット研究部に設置したクラスターにおいて,准教授を中
心に国内外の研究者と萌芽的,発展的研究を遂行する.一
方で,基礎研究の成果を基に研究開発部門では,実用化推
進を行う.こうした仕組みにより,学術を基盤とした触媒
先導イノベーションを実現し,持続可能社会を実現する.
2.触媒に関する知識の蓄積と活用
触媒データベースをさらに拡充し,触媒に関する知識を
集積する.一方で,人工知能やインフォーマティクスを駆
使して,この集積された知識を活用し,知識の社会還元を
進める.
3.異分野融合
物質を変換し,化学反応速度を制御する触媒は化学の重
要な分野である.しかし,今日の急速な科学技術の進歩は
触媒を単に触媒化学の中で閉じることを許さず,新たな課
題解決のため,異分野の参入を必要とする.触媒科学研究
所は,従来の分野にとどまることなく,積極的に異分野と
の議論・連携を通じて,新しい触媒科学を創造する.
4.組織間連携
触媒科学研究所は20名強の小さい集団であるが,国内外
の研究所,研究センターと連携することで,その力を増幅
する.具体的には,産業化をミッションとする産業総合研
究所や量子ビームを用いて触媒構造を調べる高エネル
ギー加速器研究機構との連携を推進し,名古屋大学物質科
学国際研究センター,京都大学化学研究所,九州大学先導
物質科学研究所とともに,統合物質創製化学研究推進機構
に参画する.この他にも連携先を探り,その組織間連携の
中で,不足した力を補い,我が国全体の触媒科学の推進と
若手人材育成を行う.この連携の拠点になるのが,新設さ
れた触媒連携研究センターである.触媒連携研究センター
に連携先のユニットを作り,研究スペースを提供するする
ことで,連携先との緊密な関係を作りあげる.
5.国際ネットワークの構築
触媒科学研究所は様々な国の大学・研究機関と積極的に
学術交流協定を締結している.今後さらに協定締結を進
め,全世界とのネットワーク構築を拡充する.また,新設
された触媒化学連携研究センターでは,いくつかの研究所
3
のユニット(FHIユニットなど)をセンター内に設置して,
研究スペースを提供し,長期滞在型研究者の招聘を進め
る.海外のトップクラスの教員との共同研究を行い,世界
規模の学術レベル向上および若手育成に貢献し,国際研究
拠点の構築を行う.
組織
2015年10月の改組後の本研究所は,触媒分野に新しいコ
ア化学を生み出すことを目的に基礎研究を推進する基礎
研究系の8研究部門と基礎研究の成果を基に実用化推進を
行う研究開発部門,および触媒を機軸とした科学・技術の
イノベーションを目的とする自立集合型の研究クラス
ターからなるターゲット研究部で構成されている.また,
研究支援技術部を擁している.事務は,触媒科学研究所お
よび電子科学研究所について,北キャンパス合同事務部が
行っている.
本研究所の常勤教職員(ターゲット研究部は所属教員な
ど)および北キャンパス合同事務部の配置は以下のとおり
(研究員/外国人研究員/大学院生については人数のみ表
示).非常勤職員と大学院生などは「研究室編」の各研究
室の項目を参照.
触媒化学研究センター(2015年9月30日まで)の組織
センター長
触媒基礎研究部
表面構造化学研究部門
表面分子化学研究部門
触媒反応化学研究部門
触媒物質化学研究部門
分子触媒化学研究部門
物質変換化学研究部門
集合機能化学研究部門
触媒理論化学研究部門
実用化基盤技術開発部
触媒ターゲット研究アセンブリ
サステナブル触媒研究クラスター
不斉反応場研究クラスター
構造制御表面反応場研究クラスター
バイオインターフェース研究クラスター
光機能性プラズモン粒子研究クラスター
バイオポリマー研究クラスター
量子シミュレーション研究クラスター
水中機能酸塩基触媒研究クラスター
触媒科学研究所(2015年10月1日から)の組織
所長
基礎研究系
触媒表面研究部門
触媒理論研究部門
表面分子科学研究部門
物質変換研究部門
触媒材料研究部門
光触媒科学研究部門
分子触媒研究部門
高分子機能科学研究部門
実用化推進系
研究開発部門
ターゲット研究部
サステナブル触媒研究クラスター
不斉反応場研究クラスター
構造制御表面反応場研究クラスター
バイオインターフェース研究クラスター
光機能性プラズモン粒子研究クラスター
バイオポリマー研究クラスター
量子シミュレーション研究クラスター
水中機能酸塩基触媒研究クラスター
コーポレートユニット
先端有機合成ユニット
工業光触媒ユニット
有機工業触媒ユニット
日仏国際連携触媒研究ユニット
産学官連携触媒研究ユニット
研究支援技術部
北キャンパス合同事務部
旧部門名と新部門名の対応
(旧部門名)
表面構造化学研究部門 →
表面分子化学研究部門 →
触媒反応化学研究部門 →
触媒物質化学研究部門 →
分子触媒化学研究部門 →
物質変換化学研究部門 →
集合機能化学研究部門 →
触媒理論化学研究部門 →
実用化基盤技術開発部 →
(新部門名)
触媒表面研究部門
表面分子科学研究部門
光触媒科学研究部門
触媒材料研究部門
分子触媒研究部門
物質変換研究部門
高分子機能化学研究部門
触媒理論研究部門
実用化推進系・研究開発部門
コーポレートユニット
先端有機合成ユニット
工業光触媒ユニット
有機工業触媒ユニット
日仏国際連携触媒研究ユニット
産学官連携触媒研究ユニット
研究支援技術部
北キャンパス合同事務部
以下,改組により名称変更されたものについては新名称で
記載し,旧名称を()内に表示する.
■所長(センター長)
〈触媒科学研究所教授〉朝倉清髙
■特別招へい教授
〈北海道大学名誉教授/特別招へい教授〉鈴木章・〈パ
デュー大学特別待遇教授/特別招へい教授〉根岸英一
4
年報2015・研究所編●
■基礎研究系(触媒基礎研究部)
触媒表面研究部門(表面構造化学研究部門) 〈教授〉朝
倉清髙・〈准教授〉髙草木達・
〈助教〉有賀寛子・
〈特任
助教〉脇坂祐輝[2015/12/01~]
・研究員4名・外国人研
究員2名・大学院生7名・学部学生2名
触媒理論研究部門(触媒理論化学研究部門) 〈教授〉長
谷川淳也・
〈准教授〉中山哲・
〈助教〉中谷直輝[2015/07/01
~]・〈センター特任助教〉中谷直輝[~2015/06/30]
・
研究員3名・大学院生4名・学部学生1名・研究生1名
表面分子科学研究部門(表面分子化学研究部門) 〈特任
教授〉大澤雅俊・〈准教授〉Shen YE・〈助教〉本林健太
[~2015/09/30]・研究員1名・外国人研究員1名・大学
院生6名
物質変換研究部門(物質変換化学研究部門) 〈教授〉福
岡淳・〈准教授〉中島清隆・
〈客員准教授〉原賢二・
〈助
教〉小林広和・研究員1名・外国人研究員2名・大学院生
5名・学部学生2名
触媒材料研究部門(触媒物質化学研究部門) 〈教授〉清
水研一・
〈客員教授〉上田渉・
〈助教〉鳥屋尾隆[2015/12/01
~]・研究員2名・外国人研究員2名・大学院生7名
光触媒科学研究部門(触媒反応化学研究部門) 〈教授〉
大谷文章・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈客員准教授〉
高瀬舞・〈助教〉高島舞[2015/10/01~]
分子触媒研究部門(分子触媒化学研究部門) 〈教授〉高
橋保・〈准教授〉小笠原正道・〈助教〉Zhiyi SONG・研
究員1名・外国人研究員3名・大学院生5名・学部学生2
名
高分子機能科学研究部門(集合機能化学研究部門) 〈教
授〉中野環・〈特任教授〉Wei ZHANG[2015/11/18~
2016/02/17]・〈准教授〉小山靖人・〈助教〉吉満隼人
■実用化推進系(実用化基盤技術開発部)
研究開発部門 〈教授〉西田まゆみ・
〈准教授〉安田友洋・
〈学術研究員〉盛田澄子
■ターゲット研究部(触媒ターゲット研究アセン
ブリ)
サステナブル触媒研究クラスター<拠点型> 〈リーダー
/教授〉長谷川淳也・
〈教授〉朝倉清髙・〈特任教授〉大
澤雅俊・〈教授〉大谷文章/高橋保/福岡淳/中野環/西田
まゆみ/清水研一
不斉反応場研究クラスター<展開型> 〈リーダー/准教
授〉小笠原正道・
〈教授〉中野環・
〈学外研究協力教員/
名古屋工業大学〉柴田哲男・
〈学外研究協力教員/首都大
学〉野村琴広・
〈学外研究協力教員/岡山大学〉西原康師・
〈学外研究協力教員/熊本大学〉中島誠・
〈学外研究協力
教員/京都大学〉阿部竜・〈学外研究協力教員/大阪府立
大学〉神川憲・
〈学外研究協力教員/千葉大学〉吉田和弘
構造制御表面反応場研究クラスター<展開型> 〈リー
ダー/准教授〉髙草木達・〈教授〉清水研一・
〈客員准教
授/東京工科大学〉原賢二・
〈学内研究協力教員/地球環
境科学研究院教授〉八木一三・
〈学外研究協力教員/東京
大学〉佃達哉・
〈学外研究協力教員/慶應義塾大学〉角山
寛規・〈学外研究協力教員/NIMS〉魚崎浩平/〈NIMS〉増
田卓也・
〈学外研究協力教員/国際基督教大学〉Wang Jae
CHUN〈学外研究協力教員/お茶の水女子大学〉近藤敏
啓
バイオインターフェース研究クラスター<展開型>
〈リーダー/准教授〉Shen YE〈客員教授/九州大学〉田
●年報2015・研究所編
中賢・
〈学内研究協力教員/理学研究院教授〉村越敬・
〈学
外研究協力教員/京都大学〉今堀博・
〈学外研究協力教員
/NIMS〉Jinhua YE
光機能性プラズモン粒子研究クラスター<展開型>
〈リーダー/准教授〉Ewa KOWALSKA・
〈准教授〉髙草
木達・〈客員准教授/室蘭工業大学〉高瀬舞・
〈学外研究
協力教員/パリ大学〉Hynd REMITA〈学外研究協力教員
/ ス ウ ィ ン バ ー ン 大 学 ( オ ー ス ト ラ リ ア )〉 Saulius
JUODKAZIS〈学外研究協力教員/ウルム大学(ドイツ)〉
Sven RAU〈学外研究協力教員/グダンスク大学(ポーラ
ンド)〉Adriana ZALESKA〈学外研究協力教員/ヤギェ
ウォ大学(ポーランド)〉Wojciech MACYK〈学外研究
協力教員/The West Pomeranian University of Technology
(ポーランド)〉Antoni W. MORAWSKI/〈The West
Pomeranian University of Technology(ポーランド)〉Agata
MARKOWSKA-SZCZUPAK
バイオポリマー研究クラスター<展開型> 〈リーダー/
准教授〉小山靖人・
〈教授〉福岡淳・
〈学内研究協力教員
/先端生命科学研究院教授〉門出健次・
〈学外研究協力教
員/東京工業大学〉芹澤武/〈東京工業大学〉高田十志和
量子シミュレーション研究クラスター<展開型> 〈リー
ダー/准教授〉中山哲・
〈准教授〉髙草木達・
〈教授〉清
水研一・
〈客員教授/産業技術総合研究所〉中村恒夫・
〈客
員准教授/東京工科大学〉原賢二・
〈学内研究協力教員/
理学研究院〉武次徹也・
〈学外研究協力教員/インド工科
大学(インド)〉Nisanth N. NAIR
水中機能酸塩基触媒研究クラスター<展開型> 〈リー
ダー/准教授〉中島清隆・〈教授〉長谷川淳也・
〈学内研
究協力教員/地球環境科学研究院教授〉神谷裕一・
〈学外
研究協力教員/千葉大学〉一國伸之・
〈学外研究協力教員
/東京工業大学〉横井俊之・
〈学外研究協力教員/東北大
学〉加藤英樹・
〈学外研究協力教員/東京工業大学〉本倉
健・〈学外研究協力教員/アイントホーフェン工科大学
(オランダ)〉Emiel J.M. HENSEN〈学外研究協力教員/
トリノ工科大学(イタリア)〉Barbara ONIDA
■コーポレートユニット
先端有機合成ユニット 〈客員教授/パデュー大学〉根岸
英一・〈助教〉Zhiyi SONG・〈博士研究員〉Haijun LI
工業光触媒ユニット 〈客員教授/昭和電工セラミックス〉
黒田靖
有機工業触媒ユニット 〈客員教授/広栄化学〉隅田敏雄
日仏国際連携触媒研究ユニット 〈客員教授/神奈川大学〉
上田渉
産学官連携触媒研究ユニット 〈客員教授/産業技術総合
研究所〉佐藤一彦/〈産業技術総合研究所〉富永健一
■研究支援技術部
〈班長〉石川勝久
第一研究機器開発班 〈技術主任〉長谷川貴彦・〈研究支
援推進員〉𡈽生哲三
第二研究機器開発班 〈技術主任〉向井慎吾・
〈技術職員〉
川村裕介・〈研究支援推進員〉松平和彦
研究機器管理班 〈技術主任〉山岸太平・〈技術職員〉下
田周平
■所長室
〈特定専門職員〉坂井富美子
■北キャンパス合同事務部
〈事務長〉六家英紀
5
総務担当 〈係長〉千葉良秀・〈主任〉細貝美穂・〈係員〉
斉 藤 拓 朗 / 齋 藤 沙 織 [ ~ 2015/09/30 ] / 高 﨑 友 香
[2015/10/01~]/豊村桃・
〈事務補助員〉宮川亜紀子[~
2015/12/31]/櫛引文[2016/01/01~]・〈研究支援推進
員〉伊藤春奈
研究協力担当 〈係長〉德田歳広・
〈主任〉市川智章・
〈事
務補佐員〉藤谷量子[~2015/09/30]
・
〈研究支援推進員
(~2015/09/30)/事務補佐員(2015/10/01~)
〉須々田
明子・〈研究支援推進員〉森朋恵[2015/10/01~]
会計担当 〈係長〉岡林眞弓[~2015/06/30]/長南敏幸
[2015/07/01~]/吉田陽太・〈主任〉重金千賀子[~
2015/06/30]/大内聖和/熊谷典子・
〈係員〉佐藤未奈子/
片岡玄吉・〈事務補佐員〉本元舞/川村朝子/遠藤和恵
北キャンパス図書室 〈係長〉菊池健二
触媒科学研究所(2015年10月1日から)の管理運営体制
教授会
所長
常置委員会
副所長
第一常置委員会
第二常置委員会
第三常置委員会
附属触媒連携研究センター長
ユニット連絡会議
ターゲット研究部会議
運営委員会
共同利用・共同研究拠点
課題審査専門委員会
評価委員会
管理運営
触媒化学研究センター(2015年9月30日まで)の体制
本センターを含め,研究を主目的とする全国共同利用施
設では,部局の教授会に相当する協議員会(センターの組
織・教員人事等の重要事項に関する審議機関,本センター
にあってはセンター全教授および部門教授会び学内関係
教授により構成),ならびに運営委員会(主としてセンター
の研究計画・事業計画に関する審議機関,センターの若干
名の教授・学内関係教授及び全国の学識経験者により構
成)を設置して管理運営を行う.運営委員会は全国共同利
用施設である本センターに対する外部の関係研究者等の
意向を反映するために設置された.
触媒科学研究所(2015年10月1日から)の体制
本研究所は触媒科学に関する我が国の研究中心として,
共同利用・共同研究を推進している.現在,教授会を最高
意思決定機関としている.これに加えて,国内外のコミュ
ニティの意見を集約し,共同研究や研究所の管理運営・運
営計画・人事に助言を行う運営委員会,研究所の活動に対
して,年報をもとに,毎年評価と自己点検を行う評価委員
会が設置され,所長に対して,適切なコメントをすること
で,開かれた触媒科学研究拠点を目指している.
こうした外部も含めた意見は所長に集約し,教授会に
フィードバックする.実際に管理運営をする組織として
は,第一(出版広報)第二(環境安全)および第三(計画
策定・予算)の三常置委員会がおかれている.また,外部
との連携を推進するための付属触媒連携研究センターが
ある.さらに准教授を中心として活動するターゲット研究
部の会議も所長が指揮し,若手人材が活躍しやすい環境形
成に尽力している.
触媒化学研究センター(2015年9月30日まで)の管理運営
体制
センター長
運営委員会・協議員会
共同利用・共同研究拠点
課題等審査専門委員会
触媒ターゲット研究アセンブリ会議
常置委員会
第一常置委員会
第二常置委員会
第三常置委員会
以下,特に指定がない限り,改組により名称変更されたも
のについては新名称で記載している.
■運営委員会
〈触媒科学研究所長〉朝倉清髙[2014/04/01~2016/03/31]
〈触媒科学研究所教授〉福岡淳[2014/04/01~2016/03/31]
〈触媒科学研究所教授〉西田まゆみ[2014/04/01~
2016/03/31]〈地球環境科学研究院教授〉田中俊逸
[2014/04/01~2016/03/31]〈理学研究院教授〉稲辺保
[2014/04/01~2016/03/31]〈薬学研究院教授〉佐藤美洋
[2015/10/01~2017/09/30]〈農学研究院教授〉森春英
[2015/10/01~2017/09/30]〈工学研究院教授〉増田隆夫
[2015/04/01~2017/03/31]〈工学研究院教授〉越崎直人
[2015/10/01~2017/09/30]〈物質・材料研究機構国際ナ
ノアーキテクトニクス研究拠点主任研究者・ナノグリーン
分野コーディネーター〉魚崎浩平[2014/04/01~
2016/03/31]〈京都大学特任教授〉榊茂好[2014/04/01~
2016/03/31]〈京都大学大学院工学研究科教授〉江口浩一
[2014/04/01~2016/03/31]〈京都大学大学院理学研究科
教授〉丸岡啓二[2014/04/01~2016/03/31]〈東京大学大
学院新領域創成科学研究科教授〉川合眞紀[2014/04/01
~2016/03/31]〈東京大学大学院工学系研究科教授〉堂免
一成[2014/04/01~2016/03/31]〈中央大学理工学部研究
開発機構機構教授〉檜山爲次郎[2014/04/01~2016/03/31]
〈名城大学農学部教授〉齋藤軍治[2014/04/01~
2016/03/31]〈(株)三菱化学科学技術研究センター合成研
究所所長・無機系機能材料研究所所長〉瀬戸山亨
[2014/04/01~2016/03/31]〈東北大学多元物質科学研究
所長〉村松淳司[2015/10/01~2017/09/30]
■共同利用・共同研究拠点課題等審査専門委員会
〈触媒科学研究所特任教授〉大澤雅俊[2014/04/01~
2016/03/31]
〈触媒科学研究所准教授〉中山哲[2014/04/01
~2016/03/31]〈北海道大学大学院工学研究院教授〉向井
紳[2014/04/01~2016/03/31]〈京都大学大学院工学研究
科教授〉江口浩一[2014/04/01~2016/03/31]〈九州大学
理学部化学科教授〉徳永信[2014/04/01~2016/03/31]
〈東
北大学大学院工学研究科教授〉冨重圭一[2014/09/18~
2016/03/31]〈神戸大学大学院理学研究科教授〉大西洋
[2014/04/01~2016/03/31]
評価委員会
6
年報2015・研究所編●
■協議員会(2015年9月30日まで)
〈センター長〉朝倉清髙[~2015/10/01]〈センター特任
教授〉大澤雅俊[~2015/10/01]〈センター教授〉大谷文
章[~2015/10/01]
〈センター教授〉清水研一[2015/04/01
~2015/10/01]〈センター教授〉高橋保[~2015/10/01]
〈センター教授〉福岡淳[~2015/10/01]
〈センター教授〉
中野環[~2015/10/01]〈センター教授〉長谷川淳也[~
2015/10/01]
〈センター教授〉西田まゆみ[~2015/10/01]
〈地球環境科学研究院教授〉小西克明[2015/04/01~
2015/10/01]〈理学研究院教授〉武次徹也[2015/04/01~
2015/10/01]〈理学研究院教授〉村越敬[2015/04/01~
2015/10/01]〈薬学研究院教授〉佐藤美洋[2014/04/01~
2015/10/01]〈農学研究院教授〉森春英[2015/04/01~
2015/10/01]〈工学研究院教授〉古坂道弘[2014/04/01~
2015/10/01]〈工学研究院教授〉大熊毅[2015/04/01~
2015/10/01]
■常置委員会
第一常置委員会 〈教授〉福岡淳(委員長)〈教授〉高橋
保(副委員長)
〈助教〉有賀寛子〈准教授〉Shen YE〈教授〉
大谷文章〈教授〉清水研一〈助教〉宋志毅〈助教〉小林広
和〈教授〉中野環〈教授〉長谷川淳也〈教授〉西田まゆみ
〈技術職員〉山岸太平〈特定専門職員〉坂井富美子
研究員 (1)内地研究員,私学研修員,専修学校研修員,
公立大学研修員及び受託研究員等の制度により派遣され
る研究者 (2)国立大学法人北海道大学共同研究取扱規
程により受入れる研究者 (3)日本学術振興会特別研究
員に採用の研究者 (4)本学又は他大学を退職した教員
及び企業等において優れた研究業績を有し当該企業等を
退職した研究者で,本研究所の研究の推進支援を目的とし
て受入れる者 (5)競争的研究資金により受入れる研究
者(非正規職員として雇用する場合を除く) (6)本学の
大学院博士課程を修了後,1年未満で正規の職を有しない
者 (7)他大学の大学院生(特別研究学生等の正規学生を
除く) (8)その他本研究所において研究等を行うことを
目的として受入れる研究者
外国人研究員 (1)政府と外国政府間の協定等により招
へいの外国人研究者 (2)日本学術振興会,国際交流基
金,国際協力機構等の公的機関により招へいの外国人研究
者 (3)本学における国際交流のための基金等により招
へいの外国人研究者 (4)その他本研究所において研究
等を行うことを目的として訪れまたは招へいする外国人
研究者
大学院生・学部学生 基礎研究系の各研究部門において受
け入れている.所属研究科等は以下のとおり.
大学院工学研究科・工学部:
究室)
触媒表面研究部門(朝倉研
第二常置委員会 〈教授〉西田まゆみ(委員長)〈教授〉
清水研一(副委員長)〈准教授〉髙草木達〈助教〉本林健
太[~2015/09/30]〈教授〉大谷文章〈准教授〉小笠原正
道〈准教授〉中島清隆〈助教〉吉満隼人〈准教授〉中山哲
〈技術職員〉石川勝久
大学院工学研究科/大学院総合化学院/工学部: 触媒材料
化学研究部門(清水研究室)
第三常置委員会 〈教授〉大谷文章(委員長)〈教授〉中
野環(副委員長)〈教授〉朝倉清髙〈特任教授〉大澤雅俊
〈教授〉清水研一〈教授〉高橋保〈教授〉福岡淳〈教授〉
長谷川淳也〈教授〉西田まゆみ
大学院理学院/大学院総合化学院/理学部: 物質変換研究
部門(福岡研究室)
・高分子機能科学研究部門(中野研
究室)・触媒理論研究部門(長谷川研究室)
■評価委員会
〈触媒科学研究所長〉朝倉清髙〈触媒科学研究所教授〉長
谷川淳也〈触媒科学研究所特任教授〉大澤雅俊〈触媒科学
研究所教授〉福岡淳〈触媒科学研究所教授〉清水研一
[2015/04/01~]〈触媒科学研究所教授〉大谷文章〈触媒
科学研究所教授〉高橋保〈触媒科学研究所教授〉中野環〈触
媒科学研究所教授〉西田まゆみ〈東京大学大学院工学系研
究科教授〉堂免一成[2015/10/01~2016/03/31]〈薬学研
究院教授〉佐藤美洋[2015/10/01~2017/09/30]〈農学研
究院教授〉森春英[2015/10/01~2017/09/30]〈工学研究
院教授〉越崎直人[2015/10/01~2017/09/30]〈京都大学
大学院工学研究科教授〉江口浩一[2014/04/01~
2016/03/31]
〈名城大学農学部教授〉齋藤軍治[2014/04/01
~2016/03/31]〈工学研究院教授〉大熊毅[2015/10/01~
2016/09/30]〈理学研究院教授〉村越敬[2015/10/01~
2016/09/30]
■研究員・大学院生などの受入れ
本研究所では,研究員及び外国人研究員の受入れに関す
る申合わせを定め,多数の国内外の研究員を受入れ,本研
究所教員との共同研究を実施するとともに,学内において
は,大学院教育にも参画し多数の学生を受入れ指導を行っ
ている.
●年報2015・研究所編
大学院環境科学院: 表面分子科学研究部門(大澤研究
室)・光触媒科学研究部門(大谷研究室)
大学院生命科学院:
分子触媒研究部門(高橋研究室)
受入状況(かっこ内は留学生で内数)
《2015年度》
研究員19名・外国人研究員23名・大学院生57(19)名・学
部学生8名・研究生2(2)名
《2014年度》
研究員19名・外国人研究員23名・大学院生59(19)名・学
部学生11名
《2013年度》
研究員37名・外国人研究員21名・大学院生68(24)名・学
部学生11名・研究生1(1)名
《2012年度》
研究員26名・外国人研究員12名・大学院生69(19)名・学
部学生8名・研究生4(4)名
《2011年度》
研究員24名・外国人研究員15名・大学院生56(18)名・学
部学生7名・研究生2(2)名
《2010年度》
研究員21名・外国人研究員20名・大学院生50(11)名・学
部学生7名
《2009年度》
研究員9名・外国人研究員44名・大学院生51(12)名・学
部学生7名・研究生2(2)名
《2008年度》
研究員9名・外国人研究員10名・大学院生48(10)名・研
究生1名
7
《2007年度》
研究員14名・外国人研究員19名・大学院生45(10)名・学
部学生2名・研究生1(1)名
《2006年度》
研究員12名・外国人研究員21名・大学院生45(7)名・研
究生4(4)名
《2005年度》
研究員24名・外国人研究員22名・大学院生54(7)名・学
部学生6名・研究生1(1)名
《2004年度》
研究員33名・外国人研究員26名・大学院生51(7)名・学
部学生9名
《2003年度》
研究員50名・大学院生58(10)名・学部学生8名・研究生1
名
[科学研究費補助金の内訳=新学術領域研究:7件/基盤研
究(A)
:1件/基盤研究(B)
:4件/基盤研究(C)
:2件/挑戦
的萌芽研究:3件/若手研究(A)
:1件/若手研究(B)
:3件/
特別研究員奨励費:1件/合計22件・104,580千円(間接経
費を含む)]
■外部資金を含む各年度の予算
《2012年度》 (前年比:0.729/2003年度比:1.940)
運営費交付金
137,608千円
科学研究費補助金
92,957千円
間接経費(科学研究費補助金)
14,310千円
受託研究
123,188千円
民間等との共同研究
44,645千円
奨学寄付金
19,098千円
その他研究助成
16,330千円
間接経費(その他研究助成)
4,007千円
合計
452,143千円
[科学研究費補助金の内訳=新学術領域研究:4件/基盤研
究(S)
:1件/基盤研究(A)
:2件/基盤研究(B)
:5件/基盤
研究(C)
:2件/挑戦的萌芽研究:4件/若手研究(A)
:2件/
若手研究(B)
:5件/合計25件・121,290千円(間接経費を
含む)]
《2015年度》 (前年比:1.159/2003年度比:1.902)
運営費交付金
134,057 千円
科学研究費補助金
82,310 千円
間接経費(科学研究費補助金)
13,694 千円
受託研究
164,039 千円
民間等との共同研究
14,663 千円
奨学寄付金
11,359 千円
その他研究助成
8,750 千円
間接経費(その他研究助成)
14,477 千円
合計
443,349 千円
[科学研究費補助金の内訳=新学術領域研究:6件/基盤研
究(A)
:1件/基盤研究(B)
:2件/基盤研究(C)
:1件/挑戦
的萌芽研究:3件/若手研究(A)
:3件/若手研究(B)
:3件/
特別研究員奨励費:1件/合計20件・107,250千円(間接経
費を含む)]
《2011年度》 (前年比:1.067/2003年度比:2.659)
運営費交付金
110,505千円
科学研究費補助金
86,801千円
間接経費(科学研究費補助金)
25,380千円
受託研究
166,282千円
民間等との共同研究
33,761千円
奨学寄付金
28,982千円
その他研究助成
130,410千円
間接経費(その他研究助成)
37,500千円
合計
619,621千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:1件/新学術領
域研究:2件/基盤研究(S)
:1件/基盤研究(A)
:2件/基盤
研究(B)
:2件/基盤研究(C)
:2件/挑戦的萌芽研究:2件/
若手研究(A)
:2件/若手研究(B)
:3件/合計17件・116,340
千円(間接経費を含む)]
《2014年度》 (前年比:0.758/2003年度比:1.641)
運営費交付金
119,319千円
科学研究費補助金
75,340千円
間接経費(科学研究費補助金)
11,166千円
受託研究
137,079千円
民間等との共同研究
12,295千円
奨学寄付金
10,768千円
その他研究助成
8,150千円
間接経費(その他研究助成)
8,334千円
合計
382,451千円
[科学研究費補助金の内訳=新学術領域研究:7件/基盤研
究(B):4件/基盤研究(C):1件/挑戦的萌芽研究:4件/
若手研究(A)
:2件/若手研究(B)
:2件/特別研究員奨励費:
1件/合計21件・90,990千円(間接経費を含む)]
《2010年度》 (前年比:1.155/2003年度比:2.490)
運営費交付金
125,761千円
科学研究費補助金
83,872千円
間接経費(科学研究費補助金)
21,956千円
受託研究
210,207千円
民間等との共同研究
75,002千円
奨学寄付金
30,344千円
その他研究助成
31,201千円
間接経費(その他研究助成)
1,830千円
合計
580,173千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:4件/新学術領
域研究:2件/基盤研究(S)
:1件/基盤研究(A)
:3件/基盤
研究(B)
:1件/基盤研究(C)
:2件/挑戦的萌芽研究:3件/
若手研究(A)
:1件/若手研究(B)
:1件/研究活動スタート
支援:2件/特別研究員奨励費:1件/合計21件・113,450千
円(間接経費を含む)]
財務
《2013年度》 (前年比:1.115/2003年度比:2.164)
運営費交付金
124,462千円
科学研究費補助金
98,574千円
間接経費(科学研究費補助金)
15,562千円
受託研究
169,353千円
民間等との共同研究
44,482千円
奨学寄付金
18,737千円
その他研究助成
24,101千円
間接経費(その他研究助成)
9,055千円
合計
504,326千円
8
《2009年度》 (前年比:0.843/2003年度比:2.155)
運営費交付金
67,994千円
科学研究費補助金
120,380千円
間接経費(科学研究費補助金)
26,124千円
受託研究
120,209千円
民間等との共同研究
78,361千円
奨学寄付金
19,460千円
その他研究助成
60,482千円
年報2015・研究所編●
間接経費(その他研究助成)
9,301千円
合計
502,311千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:8件/新学術領
域研究:1件/基盤研究(S)
:1件/基盤研究(A)
:2件/基盤
研究(B)
:3件/基盤研究(C)
:2件/挑戦的萌芽研究:3件/
若手研究(A)
:1件/若手研究(B)
:2件/若手研究(スター
トアップ)
:2件/合計25件・147,504千円(間接経費を含む)]
《2008年度》 (前年比:1.509/2003年度比:2.557)
運営費交付金
68,313千円
科学研究費補助金
140,297千円
間接経費(科学研究費補助金)
32,459千円
受託研究
202,545千円
民間等との共同研究
80,716千円
奨学寄付金
29,939千円
その他研究助成
36,120千円
間接経費(その他研究助成)
5,462千円
合計
595,851千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:9件/新学術領
域研究:1件/基盤研究(S)
:2件/基盤研究(A)
:1件/基盤
研究(B):1件/基盤研究(C):4件/若手研究(A):2件/
若手研究(B):4件/特別研究員奨励費:1件/合計25件・
172,760千円(間接経費を含む)]
《2007年度》 (前年比:1.543/2003年度比:1.693)
運営費交付金
69,074千円
科学研究費補助金
79,210千円
間接経費(科学研究費補助金)
14,820千円
産学連携経費
198,892千円
奨学寄付金
21,150千円
その他研究助成
11,500千円
合計
394,646千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:7件/基盤研究
(S)
:1件/基盤研究(B)
:3件/基盤研究(C)
:5件/挑戦的
萌芽研究:1件/若手研究(A):2件/若手研究(B):1件/
若手研究(スタートアップ):1件/特別研究員奨励費:1
件/合計22件・94,030千円(間接経費を含む)]
《2006年度》 (前年比:0.858/2003年度比:1.097)
運営費交付金
70,319千円
科学研究費補助金
86,910千円
間接経費(科学研究費補助金)
13,020千円
産学連携経費
71,962千円
奨学寄付金
11,923千円
その他研究助成
1,500千円
合計
255,634千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:4件/基盤研究
(S)
:1件/基盤研究(B)
:3件/基盤研究(C)
:7件/挑戦的
萌芽研究:1件/若手研究(A):1件/若手研究(B):3件/
若手研究(スタートアップ):1件/特別研究員奨励費:5
件/合計26件・99,930千円(間接経費を含む)]
《2005年度》 (前年比:1.052/2003年度比:1.278)
運営費交付金
80,171千円
科学研究費補助金
93,400千円
間接経費(科学研究費補助金)
13,680千円
産学連携経費
71,701千円
●年報2015・研究所編
奨学寄付金
26,040千円
その他研究助成
10,350千円
間接経費(その他研究助成)
2,565千円
合計
297,907千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:4件/基盤研究
(S)
:1件/基盤研究(B)
:2件/基盤研究(C)
:5件/挑戦的
萌芽研究:1件/若手研究(B)
:5件/特別研究員奨励費:3
件/合計21件・107,080千円(間接経費を含む)]
《2004年度》 (前年比:1.215/2003年度比:1.215)
運営費交付金
86,860千円
科学研究費補助金
58,400千円
間接経費(科学研究費補助金)
4,500千円
産学連携経費
106,720千円
奨学寄付金
18,035千円
その他研究助成
6,620千円
間接経費(その他研究助成)
1,986千円
合計
283,121千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:3件/基盤研究
(S)
:1件/基盤研究(A)
:1件/基盤研究(B)
:3件/基盤研
究(C):2件/挑戦的萌芽研究:5件/若手研究(S):3件/
特別研究員奨励費:1件/合計19件・62,900千円(間接経費
を含む)]
《2003年度》 (/2003年度比:1)
校費
84,959千円
科学研究費補助金
36,060千円
間接経費(科学研究費補助金)
1,260千円
産学連携経費
53,778千円
奨学寄付金
28,200千円
その他研究助成
26,090千円
間接経費(その他研究助成)
2,638千円
合計
232,985千円
[科学研究費補助金の内訳=特定領域研究:5件/基盤研究
(A)
:1件/基盤研究(B)
:2件/基盤研究(C)
:1件/挑戦的
萌芽研究:4件/若手研究(S)
:1件/特別研究員奨励費:2
件/合計16件・37,320千円(間接経費を含む)]
施設
■所在地
旧触媒化学研究センターは,2003年10月まで,移転途中
の中間段階をのぞき,北海道大学南キャンパス内の触媒化
学研究センター棟に所在(現在は理学部8号棟).2003年11
月より北海道大学構内北キャンパス内の創成科学研究棟
(001-0021 札幌市北区北21条西10丁目)に移り,触媒科
学研究所に改組した後も同地に所在する.
■建物
2,435平方メートル(北海道大学創成科学研究棟内の占有
面積)
9
■触媒化学のフロンティア(2015年度)
開講日: 第1学期金曜日第5校時(16:30~18:30)
教育/人材育成/社会連携
教室: 高等教育推進機構E308室
触媒科学研究所は研究機関であるが,各研究部門が属す
る工学研究院,環境科学院,理学研究院および生命科学院
において大学院教育を行うとともに,全学教育科目および
関連する学部の専門科目を担当している.これらの担当に
ついては《個人編》を参照されたい.また,本研究所に所
属の学生等の学位審査についても《個人編》に収録した.
全学教育科目(総合科目)の「触媒化学のフロンティア」
は触媒化学研究センター(現触媒科学研究所)が担当し,
教員のうち,教授および准教授全員によるオムニバス形式
の講義および最終回の触媒化学研究センター(現触媒科学
研究所)見学会を行っている.シラバスデータと各回の講
義担当は以下のとおり.
また,「触媒化学研究センター海外派遣制度」による大
学院生と若手教員の海外諸外国における研究の促進,「触
媒高等実践研修プログラム」による触媒を専門とする研究
者・学生のほか,企業,研究機関,大学,高校等に所属す
る必ずしも触媒を専門としない研究者,技術者,教育者に
対する触媒研究の研修機会の提供,さらに,学生交流委員
会による研究室をこえたセンター内の交流をすすめてい
る.
■進路状況
触媒科学研究所配属学生のうち2015年度修了者の進路
状況は以下のとおり.
進路
修士/博士進学
大学
公的研究機関
官公庁
民間企業
その他
合計
博士修了
4
0
0
1
1
6
修士修了
3
0
0
0
7
1
11
学部卒業
7
1
0
0
0
0
8
受講者数: 70名
責任教員: 高橋保
キーワード: 触媒,化学物質,環境とエネルギー,持続
的な発展
授業の目標: 触媒は,それ自身は変化せずに特定の化学
物質だけの生成を促進したり,有害や有毒の化学物質を無
害化することができます.触媒は今や化学を支えるもっと
も重要な概念のひとつであり,持続的な化学工業の発展の
ためには不可欠な化学物質です.また次世代のエネルギー
基盤と考えられている水素の製造も触媒無くしては考え
られません.エネルギーを生む過程でも触媒は欠かせませ
ん.このため,21世紀は触媒の時代になると考えられてい
ます.触媒化学研究センター(現触媒科学研究所)では,
触媒による化学反応のしくみを明らかにしたり,新しい触
媒の開発をめざしていろいろな角度から研究を進めてい
ます.本講義では,触媒の研究の最先端ではどのようなこ
と行われているのか,将来どのようなことが実現できると
期待されているのかをやさしく解説します.
到達目標: 触媒化学の最先端のトピックスを学ぶことを
通じて,正しい物質観にもとづいた科学的な考え方を身に
つけ,資源とエネルギー,環境と化学物質,社会のあり方
などについての考え方を学んでもらうことを目標としま
す.
授業計画: 触媒の基礎から環境触媒,燃料電池までの最
新の応用研究まで,各教員が持ち回りで,最新のトピック
を講義します.最終回は,北キャンパスにある触媒化学研
究センター(現触媒科学研究所)の見学を行います.
準備学習(予習・復習)等の内容と分量: 復習を兼ねて
課題レポートを出す場合があります.
成績評価の基準と方法: 出席状況と各担当教官から出さ
れる課題へのレポート等により評価します.
備考: 講義は統一して液晶プロジェクターを用い,毎回
講義の概要を示す資料を配付します.
授業アンケート評価(回答:58人/最高5):4.23
10
年報2015・研究所編●
各回の講義: 第1回(2015/4/10)高橋保「ガイダンス」・
第2回(2015/4/17)大谷文章「表面の親水性と疎水性:界
面触媒・界面光触媒」
・第3回(2015/4/24)朝倉清髙「表
面反応のナノマッピング」
・第4回(2015/05/01)髙草木達
「走査型プローブ顕微鏡:原子・分子の直接観察と制御」
・
第5回(2015/05/08)大澤雅俊「電極触媒:水中で働く触
媒」・第6回(2015/05/15)叶深「電池と燃料電池」・第7
回(2015/05/22)小笠原正道「均一系触媒としての有機金
属化合物」
・第8回(2015/05/29)長谷川淳也「理論・計算
化学による触媒反応研究」
・第9回(2015/06/12)中山哲「触
媒反応のコンピュータ・シミュレーション」・第10回
(2015/06/19)中野環「触媒による高分子立体構造の制
御」・第11回(2015/06/26)福岡淳「果物・野菜の鮮度を
保つ触媒技術」
・第12回(2015/07/03)小山靖人「生体分
子・生体高分子の触媒能と応用」・第13回(2015/07/10)
Ewa KOWAKSKA 「 Science or Magic, Science and Art,
Science in Daily Life.」
・第14回(2015/07/17)清水研一「ナ
ノクラスターの触媒作用」・第15回(2015/07/24)触媒化
学研究センターの見学
2000年度以降の開講状況
《2014年度》 第1学期金曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:大谷文章・受講者数:35・授業アンケート評価結
果〈最高5〉:4.42[35人中29人回答]・教室:高等教育推
進機構E308
《2013年度》 第1学期金曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:大澤雅俊・受講者数:52・授業アンケート評価結
果〈最高5〉:4.22[52人中49人回答]・教室:高等教育推
進機構E308
《2012年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:朝倉清髙・受講者数:85・授業アンケート評価結
果〈最高5〉:4.05[85人中65人回答]・教室:高等教育推
進機構E308
《2011年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:上田渉・受講者数:85・教室:高等教育推進機構
E308
《2010年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:福岡淳・受講者数:40・授業アンケート評価結果
〈最高5〉:4.01[40人中40人回答]
・教室:高等教育機能
開発総合センターN282
《2009年度》 第2学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:佃達哉・受講者数:50・授業アンケート評価結果
〈最高5〉:4.11[50人中50人回答]・教室:高等教育機能
開発総合センターE201
《2008年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:大谷文章・受講者数:62・授業アンケート評価結
果〈最高5〉:4.00[62人中62人回答]・教室:高等教育機
能開発総合センターN302
《2007年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:高橋保・受講者数:84・授業アンケート評価結果
〈最高5〉:3.87[84人中84人回答]・教室:高等教育機能
開発総合センターN302
《2006年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:大澤雅俊・受講者数:41・授業アンケート評価結
果〈最高5〉:3.76[41人中41人回答]・教室:高等教育機
能開発総合センターN-1
《2005年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:松島龍夫・教室:高等教育機能開発総合センター
N-1
●年報2015・研究所編
《2004年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:朝倉清髙・受講者数:135・授業アンケート評価
結果〈最高5〉:3.69[135人中135人回答]・教室:高等教
育機能開発総合センターN-2
《2003年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:上田渉・受講者数:140・授業アンケート評価結
果〈最高5〉:3.40[140人中119人回答]・教室:高等教育
機能開発総合センターN-2
《2002年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:辻康之・受講者数:160・授業アンケート評価結
果〈最高5〉:3.53[160人中129人回答]・教室:高等教育
機能開発総合センターN-1
《2001年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:大谷文章・受講者数:160・授業アンケート評価
結果〈最高5〉:3.57[160人中146人回答]・教室:高等教
育機能開発総合センターN-1
《2000年度》 第1学期火曜日第5校時(16:30~18:30) 責
任教員:高橋保・教室:高等教育機能開発総合センターN-1
■触媒科学研究所(触媒化学研究センター)海外
派遣制度
本制度は旧触媒化学研究センター(現触媒科学研究所)
内規として2004年12月24日に協議員会において制定され,
2度の改正をへて現在にいたっている.内容は以下のとお
り.
(1)派遣先: 本センター(研究所)が研究交流を行っ
ている機関とする.(2)派遣人数: 毎年3名程度 (3)
派遣対象者: 触媒化学研究センター(触媒科学研究所)
所属の大学院生および教員 (4)派遣期間: 2~3か月
間 (5)派遣経費:センター(研究所)経費から交通費
及び滞在費を支給する(滞在費を派遣先の大学などが負担
する場合は,この限りではない).派遣経費は1名あたり600
千円を限度とする.
これまでの実績
《2014年度》木村友二(大学院環境科学院修士課程1年)
〈触媒反応化学研究部門(大谷研究室)
〉ヤギェボ工科
大学(ポーランド)[2014/10/27~2015/01/01]・真鍋
悟志(大学院総合化学院修士課程1年)〈集合機能化学
研究部門(中野研究室)〉ジョージア工科大学(アメリ
カ)[2015/02/05~2015/03/31]
《2013年度》村山徹(助教)
〈触媒物質化学研究部門(上
田研究室)〉リール大学(フランス)[2013/09/23~
2014/03/24]
《2012年度》稗貫右京(大学院環境科学院修士課程2年)
〈触媒反応化学研究部門(大谷研究室)
〉グダンスク工
科大学(ポーランド)[2012/04/12~2012/07/05]・水
上雄貴(大学院生命科学院修士課程1年)〈分子触媒化
学研究部門(高橋研究室)〉ミュンスター大学(ドイツ)
[2012/08/25~2012/11/24]
《2011年度》石川理史(大学院工学研究科修士課程2年)
〈触媒物質化学研究部門(上田研究室)
〉カーディフ大
学(イギリス)[2011/10/09~2012/01/12]
《2008年度》大沼明(大学院環境科学院博士課程1年)
〈触
媒反応化学研究部門(大谷研究室)〉ワシントン大学(ア
メリカ)[2008/04/02~2009/10/19]・渡邊進(大学院
生命科学院博士課程2年)〈分子触媒化学研究部門(高
橋 研 究 室 )〉 カ タ ロ ニ ア 化 学 研 究 所 ( ス ペ イ ン )
[2008/09/22~2008/12/19]
11
《2007年度》宮本剛志(大学院工学研究科修士課程2年)
〈表面構造化学研究部門(朝倉研究室)
〉デラウェア大
学(アメリカ)/ゲルフ大学(カナダ)[2007/02/17~
2007/04/05]
・木下久美子(大学院工学研究科博士課程
3年)
〈表面構造化学研究部門(朝倉研究室)〉マックス
プランク協会フリッツハーバ研究所(ドイツ)
[2007/04/24~2007/07/24]
・飯室善文(大学院工学研
究科修士課程1年)〈触媒物質化学研究部門(上田研究
室 )〉 ブ レ ー メ ン ジ ェ イ コ ブ ズ 大 学 ( ド イ ツ )
[2007/09/30~2007/12/30]
《2006年度》山方啓(助手)
〈界面分子化学分野(大澤研
究室)〉マックスプランク協会フリッツハーバ研究所
(ドイツ)[2006/06/25~2006/08/29]
《2005年度》小島綾一(助手)〈触媒設計化学分野(市川
研究室)〉アーヘン工科大学無機化学研究所(ドイツ)
[2005/07/14~2005/07/15]
・坂本猛(大学院薬学研究
科博士課程1年)
〈有機合成触媒分野(高橋研究室)〉アー
ヘン工科大学(ドイツ)[2005/09/19~2005/12/15]・
津熊大輔(大学院工学研究科修士課程1年)〈機能材料
設計分野(上田研究室)〉ブレーメン国際大学(ドイツ)
[2005/10/01~2005/12/31]
■触媒高等実践研修プログラム
本制度は共同利用・共同研究拠点としての触媒化学研究
センター(現触媒科学研究所)の活動の一環として2012
年度から運用をはじめた.募集要項は以下のとおり.
触媒科学研究所(以下,本研究所という.
)では,課題意
識をもった研究者に対して触媒の実践的教育の場を提供
することを目的として,触媒高等実践研修プログラムを平
成24年度より開始しております.下記の要領で応募願い
ます.企業,研究機関,大学,高校等に所属する,必ずし
も触媒を専門としない研究者,技術者,教育者からの積極
的な応募を歓迎します.例えば,以下のような要望を歓迎
します.
○保有する材料の触媒性能や表面物性を試しに評価した
い ○触媒の研究方法を学びたい ○触媒部門や触媒専
門家を持たない企業で触媒研究を始めたいので,相談に
のってほしい ○触媒実験を教育の現場で生かしたい
(1)公募内容 応募者が実習項目を申請し,本研究所内
研究員として実践研修を受けることができます.本研究所
の教員を指導者として本研究所内で研修を実施します.受
入単位は各研究部門,ターゲット研究部の各クラスターと
なります.希望により複数項目を複数教員から指導を受け
ることも可能です.極めて一般的な手法の修得に関しても
受け付けます.事前の研修計画や研修実施後の解析・考察
に関して,メール等を通して受入教員と入念な議論をする
ことができます.実験に関わる経費は,予算の範囲内にお
いて本研究所が負担します.旅費は支給されません.研修
後,特定の部門ないし研究クラスターにて,より具体的な
研究の実施を希望する場合,本研究所で公募している共同
利用・共同研究や企業との共同研究へと展開することが可
能です.
(2)申請資格 申請代表者は,民間企業,本研究所外の
教育機関(大学,高専,高校等)及び公的研究機関に所属
している研究者又はこれに準ずる研究者であると本研究
所長が認めた者とします.申請代表者の共同研究者(学生
等)を研修者に加え,研修を受けることもできます.
(3)申請方法
12
Web を窓口として随時受け付けておりま
す.申請書に必要事項を記入し,希望する教員宛に e-mail
にて提出願います.各研究部門・研究クラスターの研究概
要,教員への連絡先については,Web上の別表Iを参照願い
ます.受入の可否,研修内容,研修期間に関しては,申請
者と本研究所教員との間の事前相談を経て決定されます.
本研究所教員は受入の2週間前までに研究員受入れ申請書
を北キャンパス合同事務部研究協力担当まで提出して下
さい.その他,不明な点については下記まで連絡して下さ
い. 北海道大学触媒科学研究所 清水研一 〒001-0021
札 幌 市 北 区 北 21 条 西 10 丁 目 , TEL 011-706-9164 ,
e-mail:[email protected]
2015年度の受入(21件/23人)
佐々木裕幸(ケミカルソフト(株))「有機金属錯体のNMR
測定」2015/04/01~2016/03/31〈西田まゆみ〉
CHARBIT, Emmanuel(パリ第11大学(Universite Paris-Sud))
「光触媒の設計と開発」2015/05/16~2015/07/26〈大
谷文章〉
Francesco Mauriello(レジオ カラブリア メディタレニ
ア大学)
「XAFSを用いたPd触媒の構造解析」2015/05/17
~2015/05/22〈朝倉清髙〉
小寺史浩(旭川工業高等専門学校物質化学工学科)
「先端
触媒研究に関する研修」2015/10/30~2015/10/30〈福
岡淳〉
《旭川工業高等専門学校 物質工学科4年生39名を
引率》
近藤高弘(日華化学(株)グループ研究センター)
「シリ
カを担体とした触媒作成と触媒能の評価」2015/09/07
~2015/09/11〈福岡淳〉
近藤高弘(日華化学(株)グループ研究センター)
「シリ
カを担体とした触媒作成と触媒能の評価」2015/10/05
~2015/10/09〈福岡淳〉
Anna Wuttig(マサチューセッツ工科大学博士課程)
「表面
増強赤外分光法によるCO2還元反応の解析」2015/06/10
~2015/07/30〈大澤雅俊〉
新井則義(北海道大学大学院工学研究院応用化学部門有機
工業化学分野有機合成化学研究室准教授)「Guassian
講習会」2015/07/17~2016/03/31〈長谷川淳也〉
《大学
内からの応募のため,研究員の手続きなし》
小松稜(北海道大学大学院総合化学院修士課程1年)
「Guassian講習会」2015/07/17~2016/03/31〈長谷川
淳也〉
《大学内からの応募のため,研究員の手続きなし》
栗原悠(三菱レイヨン(株)大竹研究所触媒研究センター
大 竹 グ ル ー プ )「 Guassian 講 習 会 」 2015/08/27 ~
2015/08/28〈長谷川淳也〉
兵野篤(旭川工業高等専門学校)
「ソフトマター上におけ
る イ オ ン 液 体 分 子 挙 動 の 解 明 」 2015/08/19 ~
2016/03/31〈大澤雅俊〉
《旭川工業高等専門学校 5年生
2名を引率》
藤井清光・池内理人(北海道滝川高等学校)「スーパーサ
イエンスハイスクール(SSH)学校設定科目フロンティ
アサイエンスとしての実験及び講義」2015/09/07~
2015/09/07〈大谷文章〉《滝川高校生徒41名を引率》
小林諒也(山梨大学大学院医学工学総合教育部グリーンエ
ネルギー変換工学専攻)
「接合型二段階励起水分解シス
テムを用いた可視光全域に応答する水の完全分解の検
討」2015/10/19~2015/11/13〈大谷文章〉
《山梨大学医
学工学総合教育部博士課程教育リーディングプログラ
ム》
年報2015・研究所編●
多井豊(産業技術総合研究所)「Feの溶融亜鉛メッキによ
り生じる界面化合物の解析」2015/10/20〈朝倉清髙〉
図書/学術情報
堀輝一郎(北海道札幌開成高等学校)
「ゼオライトの構造
と触媒作用」2015/11/14〈福岡淳〉
《札幌開成高校生徒
18名を引率》
■図書
Mustafa Hasan Flayyih(イラク石油省石油研究開発セン
ター精製・ガス研究部門研究員)「Hydrodesulferization
catalysts, Nano catalysts & Zeolite Catalysts preparation
and Characterization」2015/11/02~2015/11/30〈朝倉清
髙〉
柴崎浩志・藤原俊介(札幌日本大学高等学校)
「光触媒反
応についての講義と実践研修」2015/11/05〈大谷文章〉
《札幌日大高校生徒32名を引率》
武藤正雄((株)北海光電子)
「UPSによる仕事関数測定
方法の習得」2015/12/10~2015/12/11〈朝倉清髙〉
金澤仁幸(札幌医科大学医学部教育研究機器センター)
「プ
ラスチック丸棒加工を旋盤を用いて工作物を作成する
ための旋盤加工技術の習得」2016/01/28〈朝倉清髙〉
堀恵悟((株)キャタラー)
「ピリジンIR測定」2016/03/07
~2016/03/10〈清水研一〉
Sameera Abeyrathna(山梨大学大学院医学工学総合教育部
グリーンエネルギー変換工学専攻)
「可視光で水を完全
分解できる接合型二段階励起システムの構築」
2016/03/07~2016/04/01〈大谷文章〉
《山梨大学医学工
学総合教育部博士課程教育リーディングプログラム》
■学生交流委員会
所属大学院がことなる触媒科学研究所配属学生間,研究
室間の交流を深めることを目的として設置される委員会
で,毎年度各研究室から委員を出して構成している.触媒
化学研究センター談話会(2010年度途中から触媒化学研究
センターコロキウム,2015年10月から触媒科学研究所コロ
キウム)が主催して年度末に開催していた「触媒化学研究
センター大学院生の交流発表会/送別会(歓送会)」(第1
回は1995年度)は2006年度から,触媒化学研究センター有
志が世話をしていた「触媒化学研究センターソフトボール
大会/ジンギスカンパーティ」は2008年度から学生交流委
員会が担当している. 2015年10月より名称をそれぞれ「触
媒科学研究所大学院生の交流発表会/送別会(歓送会)」
「触
媒科学研究所ソフトボール大会/ジンギスカンパーティ」
とした。2015年度の活動は以下のとおり.
ソフトボール大会/ジンギスカンパーティ
2015年9月4日(金)に予定していたが,雨天のため交流会
のみ実施(創成科学研究棟の裏玄関近く)
触媒科学研究所第21回大学院生の交流発表会/歓送会
2016年3月11日(金)触媒科学研究所第21回大学院生の交
流発表会/歓送会〈創成科学研究棟大会議室/創成科学研究
棟レストラン・ポプラ〉
●年報2015・研究所編
旧触媒化学研究センター図書室は2003年11月に北海道
大学構内北キャンパス内創成科学研究棟に移転した後,名
称は変更せずに創成科学研究棟(触媒化学研究センター/
創成科学研究機構/電子科学研究所)の共通の図書室とし
て運用されてきたが,2005年からは名称を「北キャンパス
図書室」とした.2010年に電子科学研究所の移転にともな
い,2008年8月11日に同研究所図書室と統合された(名称
は「北キャンパス図書室」.北キャンパス総合研究棟5号館
[電子科学研究棟]1階)
.
図書予算(2015年度)
: 339千円
蔵書数と所蔵雑誌(触媒科学研究所分): 蔵書(和書)
4,651冊/和雑誌80種類・蔵書(洋書)16,772冊/洋雑誌
381種類・合計:蔵書21,423冊/雑誌461種類
■学術情報
出版物《触媒科学研究所出版物(定期刊行物)》
(1)北海道大学触媒科学研究所年報2015(2016年10月刊
行/A4判/116ページ)
データベース
(1)触媒物質データベース(触媒化学研究者が自ら選び
出した触媒物質・触媒作用に関する「確実な」情報を
集積し,新たな知の創成や知の共有をめざす・545件・
担当:清水研一)http://www.cat.hokudai.
ac.jp/catdb/《2015年度:追加/更新0件》
(2)XAFSデータベース(さまざまな化合物のXAFSデータ
をfoilなどの共通的なデータとあわせて掲載すること
により,エネルギー軸を統一したデータベースを構
築・152件・担当:清水研一)http://www.cat.hokudai.
ac.jp/catdb/《2015年度:追加/更新8件》
(3)光電気化学/光触媒ニューズメール(関係する学会・
セミナー/人事公募などの情報を約310人に配信しウェ
ブ上で公開・通算451件配信・担当:大谷文章)
http://pcat.cat.hokudai.ac.jp/cgi-bin/pecpc/
db_pecpc_e.cgi《2015年度:第423号から第451号まで
29回配信》
(4)化学系学協会北海道支部冬季研究発表会(共催:触
媒化学研究センター・発表参加登録/プログラム表示/
要旨ダウンロードなど・担当:大谷文章)
http://pcat.cat.hokudai.ac.jp/toukiken/cgi-bin/
application/ db_application_e.cgi《2015年度:2016
年1月開催分についてサイトを構築/適宜修正しながら
運用》
(5)光化学協会誌コンテンツ(光化学協会の会誌「光化
学」のオンラインデータベース・1977~2009年・約1500
件・担当:大谷文章)http://pcat.cat.hokudai.ac.jp/
cgi-bin/jpa/db_jpa_e.cgi《2015年度:追加/更新なし》
(6)触媒OnTheWeb(触媒学会の会誌「触媒」のオンライ
ンデータベース・サイトの管理/スクリプトの追加修正
担 当 : 大 谷 文 章 ) http://www.shokubai.org/jnl/
cgi-bin/ccotw.cgi《2015年度:適宜修正/管理》
13
国際・国内交流と共同研究
international and domestic exchange and collaboration
交流協定
共同利用・共同研究拠点事業
世界の触媒研究者との連携を進め,世界的レベルでの触
媒研究方向を定め,触媒研究を活発化させることを本研究
所の目標としている.その一環として,さまざまな国の触
媒研究機関と積極的に学術交流協定を締結している.
触媒科学研究所(旧触媒化学研究センター)は,2009
年度まで触媒化学に関する共同研究,共同利用などを行う
「全国共同利用施設」として活動してきたが,2010年度か
らは,触媒化学の分野における「共同利用・共同研究拠点」
として触媒関連分野の発展に貢献し,学術情報収集・発信
の中心的な役割を果たす使命を担っている.
■2014年度までに締結されて2015年度に有効な
協定
中国・石油大学(北京)化工学院 部局間友好学術交流協
定(締結:1999/12/07・期限:2019/12/07《自動更新》)
中国・北京大学 大学間学術交流に関する協定〈関係部局〉
(締結:2003/02/19・期限:2018/02/19《自動更新》)
中国・華東師範大学化学系 部局間友好学術交流協定(締
結:2005/03/18・期限:2020/03/18《自動更新》)
ドイツ・マックスプランク協会フリッツハーバ研究所 部
局間 友 好 学 術 交流 協 定 ( 締 結 :2005/12/26 ・期限:
2020/12/26《自動更新済》)
アメリカ・デラウェア大学触媒科学技術センター 部局間
友好学術交流協定(締結:2007/07/09・期限:2012/07/08
《遡り更新予定》)
中国・厦門大学固体表面物理化学国家重点実験室 部局間
友好学術交流協定(締結:2007/10/09・期限:2017/10/09
《自動更新》)
中国・中国科学院大連化学物理研究所触媒基礎国家重点実
験室 部局間友好学術交流協定(締結:2007/10/10・期
限:2012/10/09《遡り更新予定》)
中国・清華大学 大学間学術交流に関する協定〈責任部局〉
(締結:2008/06/30・期限:2018/06/29)
アメリカ・アイオワ州立大学理工技術研究所 部局間友好
学術交流協定(締結:2009/03/10・期限:2014/03/09《遡
り更新予定》)
イギリス・カーディフ大学カーディフ触媒研究所 部局間
友好学術交流協定(締結:2010/01/26・期限:2015/01/25
《遡り更新予定》)
ポーランド・ポーランド科学アカデミー触媒・表面化学研
究所 部局間友好学術交流協定(締結:2010/03/15・期
限:2020/03/15《自動更新》)
ポーランド・西ポメラニアン工科大学化学・環境工学研究
所 部局間友好学術交流協定(締結:2010/03/17・期限:
2020/03/17《自動更新》)
ポーランド・グダンスク工科大学 部局間友好学術交流協
定(締結:2010/03/18・期限:2020/03/18《自動更新》)
中国・厦門大学 大学間学術交流に関する協定〈責任部局〉
(締結:2010/11/25・期限:2015/11/24)
フランス・リル第1大学-リル中央学院触媒・固体化学研
究ユニット 部局間友好学術交流協定(締結:
2011/01/17・期限:2021/01/17《自動更新済》)
ポーランド・グダンスク大学 部局間友好学術交流協定
(締結:2013/02/01・期限:2018/02/01《自動更新》)
アメリカ・パーデュー大学サイエンス学部 部局間友好学
術交流協定(締結:2014/08/26・期限:2019/08/26《自
動更新》)
14
■共同利用・共同研究
公募要領は以下のとおり.
触媒科学研究所(以下,本研究所という.)の前身であ
る触媒化学研究センターは,平成22年4月から,触媒化学
研究の共同利用・共同研究拠点として全国の研究者との共
同利用研究を行い,資源高度利用触媒,環境触媒,バイオ
資源利用触媒,燃料電池・電極触媒,光触媒あるいは有機
合成触媒開発などについて多くの成果を生み出してきま
した.本研究所に改組するにあたり,触媒化学の枠組みを
大きく踏み越え,新しい触媒科学を構築するため,触媒基
礎研究系,実用化推進系およびターゲット研究部を設置
し,異分野を融合してより深化した触媒科学に関する共同
研究を進め,国際触媒研究ネットワークの形成を目指して
おります.
平成28年度も新しいエネルギー・資源・物質体系構築を
目的としたサステナブル触媒の開発,触媒をコアとする新
しい学術領域の創成,触媒機能の高度化や触媒の多次元解
析支援などの共同利用・共同研究の実施することを予定し
ておりますので,下記の要領で応募願います. 若手研究
者からの提案,異分野融合ならびに海外展開を企図する応
募を歓迎します.
1 公募事項
本研究所共同利用・共同研究は,本学外の研究者が研究
代表者となり,本研究所の教員を研究分担者として本研究
所において共同実施するもので,研究課題があらかじめ設
定されている「戦略型」
,申請者自らが研究課題を設定す
る「提案型」の2種類の公募区分(1-1参照)がありま
す.それぞれの共同利用・共同研究の受入単位(1-2参
照)は,研究部門ないしは研究クラスターとなります.
1-1 公募区分
(1)戦略型:
研究者コミュニティの意見を踏まえ,本センターが年度ご
とに設定した共同利用・共同研究課題に基づき,研究計画
の公募を行います.
(別紙様式1Wordファイル Excelファ
イル PDFファイル)居室,研究環境の提供をはじめ,所要
の物品購入や複数回の旅費等の支出が可能です.複数の研
究機関(海外を含む)からの研究者の参画が可能です.年
度当初から研究を開始し,年度を通して研究を実施しま
す.(今年度の研究課題については,別表Ⅰ参照)
(2)提案型:
自由な発想に基づいた触媒科学分野に関連した研究課題
及び研究計画の公募を行います.萌芽的な提案,触媒化学
の枠を超えた提案などこれまでにない発想のものを歓迎
します.(別紙様式2 Wordファイル Excelファイル PDF
年報2015・研究所編●
ファイル)萌芽的,発案的,試験的,準備的研究の実施,
研究会やワークショップの実施等,様々な共同利用・共同
研究の形態を可能とし,その希望により機動的に開始でき
るものです.(年3回の公募時期を設定)
5 選考
採否,採択額については,本研究所共同利用・共同研究拠
点課題等審査専門委員会の議を経て,本研究所長が決定し
ます.
1-2 受入単位
共同利用・共同研究の受入単位は,各部門および,ターゲッ
ト研究部のクラスターとなり,関係受入教員が研究分担者
となります.なお,申請に当たっては,受入希望教員と課
題の設定及び研究計画について事前相談が必要です.各研
究部門・研究クラスターの研究概要,教員への連絡先につ
いては,別表Ⅱを参照願います.
6 採否の通知
直接申請者へお知らせします.なお,採択後,速やかに「共
同利用・共同研究承諾書」
(別紙様式3 Wordファイル PDF
ファイル)を提出していただきます.
1-3 研究期間
戦略型については,4月1日から当該年度最終日まで,提案
型については,採択(年3回の公募)から当該年度最終日
までの期間とします.なお,戦略型・提案型とも継続申請
が可能ですが,採否は年度ごとに審査によって決定しま
す.また,戦略型研究を継続して実施できる年数は2年を
限度とします.
1-4 研究経費
共同利用・共同研究の経費は,予算の範囲内(下記参照)
において本研究所が負担します.購入可能な物品は,申請
課題の遂行上直接的に必要なものに限ります.旅費は,本
研究所へのものに限ることとし,申請書に記載のある研究
代表者,分担者及び研究協力者についてのみ支給できま
す.
(1)戦略型 年度ごとに設定した課題に基づき公募し,
年度を通し研究を実施・期間は4月1日から翌年3月31日・3
~5件・100万円以内 (2)提案型 共同利用・共同研究
の希望の発生に機敏に対応するため,年3回の公募を行う.
(第一期)4月1日~(第二期)8月1日~(第三期)12月1
日~ 終期はいずれも当該年度最終日・15件程度・15万円
以内
2 申請資格
申請をする研究代表者は,学外の国公私立大学,公的研究
機関及び民間企業に所属している研究者又はこれに準ず
る研究者であると本研究所長が認めた者とします.
研究代表者は,当該研究を遂行するため,本研究所受入
教員である研究分担者の外,上記資格を有する国内外の研
究者を「研究分担者」として加えることができます.また,
研究代表者が指導している大学院生(学部学生は除きま
す)を「研究協力者」として加え,研究を実施することが
できます.なお,分担者や協力者に加える場合には,事前
に受け入れ教員の承諾を得てください.
3 申請方法
申請書(別紙様式1 Wordファイル Excelファイル PDF
ファイル(戦略型),別紙様式2 Wordファイル Excelファイ
ル PDFファイル(提案型))に必要事項を記入し,上記締切
日までに提出願います.なお,研究機関等に所属している
方については,所属長の内諾を得たうえで申請してくださ
い(名誉教授等で,現在研究機関等に所属していない方を
除く)
.原則として,電子メール申請での受付となってお
ります.申請書をPDF形式とし,メールの件名を【○○年
度共同利用・共同研究応募】と明記し提出願います.戦略
型と同一の研究課題で提案型に重複申請することができ
ます.その場合は,申請書(別紙様式1 Wordファイル Excel
ファイル PDFファイル)の該当欄に○印を付記のうえ申請
願います.
4 申請書提出期限
「1 公募事項」の表に記載の期限を厳守してください.
●年報2015・研究所編
7 フェローの称号について
戦略型に採択された研究代表者,分担者には,
「北海道大
学触媒科学研究所共同研究フェロー」の称号を付与します
(本学教員である研究分担者を除く).
8 共同利用・共同研究報告の提出,論文発表など
(1)共同利用・共同研究報告書
共同研究実施期間終了後30日以内に,
「共同利用・共同研
究報告書」
(別紙様式4 Wordファイル PDFファイル),およ
びA4版2頁(戦略型)又は1頁(提案型)で学会発表形式の
レポートを提出願います.レポートは本研究所ウェブサイ
トに掲載し,公開させていただく予定です.
(2)学会発表・論文発表
本共同利用・共同研究によって得た成果を学会や論文等で
公表する場合は,本研究所の共同利用・共同研究で得られ
た成果である旨を謝辞として次のように要旨集や論文等
に明記してください.発表後は,要旨集や論文のコピー等
を速やかに本研究所の受入教員及び下記提出先に提出願
います.
(和文)北海道大学触媒科学研究所共同利用・共同研究に
基づき実施された.
(英文)This study was supported by the Cooperative Research
Program of Institute for Catalysis, Hokkaido University.
(Grant #.........)
また,北海道大学触媒科学研究所共同研究フェローの称号
を付与されたものは所属に「ICAT Fellow, Institute for
Catalysis, Hokkaido University.」と明記ください.
(3)知的財産権の取り扱いについて
本共同利用・共同研究によって生じた知的財産権の取扱い
については,別途協議するものとします.
9 宿泊施設
宿泊施設の紹介を希望の方については,事前に受入教員に
ご連絡願います.
10 提出先・お問い合わせ先
北海道大学北キャンパス合同事務部 研究協力担当
001-0021 札幌市北区北21条西10丁目
TEL 011-706-9202,9264 FAX 011-706-9110・お問い合わ
せ 先 e-mail:[email protected] ・ 提 出 先
e-mail:[email protected]・URL:http://www.cat.
hokudai.ac.jp
■2015年度の共同研究員
滞在時期の順.共同研究員の所属・職・氏名と研究課題.
()内は受入研究部門・研究クラスター,
[]内は滞在
期間をあらわす.
大阪大学産業科学研究所・助教 山本洋揮「ブロック共重
合体の自己組織化によるナノ粒子の配列制御とその触
媒特性評価」
(触媒反応化学研究部門)[2015/04/01~
2016/03/31]
山梨大学クリーンエネルギー研究センター・教授 入江寛
「可視光全域を利用できる完全水分解光触媒の創製」
(触媒反応化学研究部門)
[2015/04/01~2016/03/31]
15
東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科・助教 和田敬
広「X線ナノビームを用いたマイクロガスセンサーの高
空間分解XAFS分析」(表面構造化学研究部門)
[2015/04/01~2016/03/31]
分子科学研究所物質分子研究領域電子構造研究部門・助教
上村洋平「X線分光用ラウエ結晶の開発と超高速時間分
解XAFSへの応用」
(表面構造化学研究部門)
[2015/04/01
~2016/03/31]
旭川工業高等専門学校物質化学工学科・助教 兵野篤「ソ
フトマター上におけるイオン液体分子挙動の解明」(表
面分子化学研究部門)[2015/04/01~2016/03/31]
自然科学研究機構分子科学研究所・特任研究員 石村和也
「量子的分子間相互作用解析プログラムの高度並列化」
(触媒理論化学研究部門)[2015/04/01~2016/03/31]
慶応義塾大学理工学部・助教 吉田真明「軟X線吸収分光法
による酸素生成触媒のオペランド観測」(表面構造化学
研究部門)[2015/04/01~2016/03/31]
産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター・研究員
根本耕司「リグニンの効率的低分子化触媒の開発」(物
質変換化学研究部門)[2015/04/01~2016/03/31]
北陸先端科学技術大学院大学マテリアルサイエンス研究
科・准教授 谷池俊明「Ziegler-Nattaモデル触媒表面の
原子レベル観察に関する研究」
(表面構造化学研究部門)
[2015/04/01~2016/03/31]
宇都宮大学地域共生研究開発センター先端計測分析部
門・准教授 松本太輝「アニオン欠陥を導入した可視光
応答型光触媒における高活性化機構の解明」(触媒反応
化学研究部門)[2015/04/01~2016/03/31]
東北大学大学院理学研究科・教授 森田明弘「実験と理論
計算の協力による液体界面の非線形分光の解析」(表面
分子化学研究部門)[2015/08/01~2016/03/31]
成蹊大学理工学部・助教 霜田直宏「貴金属触媒を用いた
メタン水蒸気改質反応での不純物硫黄成分の影響」(触
媒物質化学研究部門)[2015/08/01~2016/03/31]
鳥取大学大学院工学研究科・教授 石井晃「酸化チタン触
媒電気伝導性の第一原理計算による研究」(表面構造化
学研究部門)[2015/08/01~2016/03/31]
名古屋大学大学院理学研究科 ・准教授 谷口博基「地殻に
豊富に存在する軽元素を用いた機能性触媒材料開発」
(物質変換化学研究部門)[2015/08/01~2016/03/31]
東京工業大学大学院理工学研究科・特任准教授 米谷真人
「結晶面選択的TiO2ナノ多孔質薄膜のトラップ準位と色
素増感太陽電池特性の相関解明」(触媒反応化学研究部
門)[2015/08/01~2016/03/31]
芝浦工業大学工学部応用化学科・教授 永直文「構造異性
化オーガニックフレームに内包された遷移金属触媒ゲ
ル微粒子触媒の開発」(集合機能化学研究部門)
[2015/08/01~2016/03/31]
室蘭工業大学・助教 神田康晴「貴金属リン化物触媒のキャ
ラクタリゼーションと水素化脱硫反応に対する活性評
価」
(触媒物質化学研究部門)
[2015/08/01~2016/03/31]
広島大学大学院工学研究科・准教授 定金正洋「赤外反射
吸収分光法によるルテニウム置換ヘテロポリタングス
テート触媒の酸化還元挙動解析」(表面分子化学研究部
門)[2015/08/01~2016/03/31]
信州大学環境・エネルギー材料科学研究所・助教 内田太
郎「表面増強赤外吸収の偏光特性と固液界面計測への展
16
開研究」(表面分子化学研究部門)[2015/08/01~
2016/03/31]
工学院大学先進工学部応用化学科・准教授 吉田直哉「和
周波発生分光法による撥水性固体-水界面の解析」
(表面
分子化学研究部門)[2015/08/01~2016/03/31]
東北大学多元物質科学研究所・准教授 加藤英樹「グルコー
ス転化のための固体触媒開発」
(物質変換化学研究部門)
[2015/08/01~2016/03/31]
大阪大学大学院基礎工学研究科・助教 廣田雄一朗「IR測
定による構造欠陥SAPO-18ゼオライトを触媒としたオレ
フィン合成反応の解析」(触媒材料研究部門)
[2015/12/01~2016/03/31]
平成22年度~27年度文部科学省特別経費
「統合物質創製化学推進事業」―先導的合
成の新学術基盤構築と次
世代中核研究者の育成―
北海道大学,名古屋大学,
京都大学,九州大学
2010-2015 MEXT Project
of Integrated Research on
Chemical Synthesis
■概要
現代の最先端学術研究は益々学際化しており,革新的な
物質創製を実現するためには,複数研究分野の有機的連携
が必要不可欠である.すなわち,それぞれに特徴ある世界
水準の研究活動を展開してきた研究機関といえども,多種
多様なすべての物質様式を包含することは困難であり,特
徴ある物質創製研究を推進している他大学機関との連携
を図ることが是非とも必要である.物質創製における我が
国の優位性を確固たるものにし,次世代の物質文明の基盤
を支えるためにも,各グループがもつ化学研究の力量を結
集できる,実践的な機関連携研究組織の構築を迅速に行な
わなければならない.
このような背景のもと,物質階層を構成する「元素」
(京
都大学化学研究所附属元素科学国際研究センター),「分
子」(名古屋大学物質科学国際研究センター),「集合体」
(九州大学先導物質化学研究所)の研究を融合するべく,
大学間連携研究「物質合成研究拠点機関連携事業」 (平
成17~21年度)を実施した.これは本事業の基礎となるも
ので,各物質階層を縦断する新物質の合成と新機能の開拓
において卓越した研究成果を挙げ,また有為な人材を多数
輩出することにも成功した.本事業では,各物質階層にお
ける化学研究の融合を踏まえ,「物理的物質合成概念」お
よび「生命物質合成概念」をも包含する新たな「化学物質
変換概念」を創出し,統合的な物質創製化学を実践する.
あらゆる物質階層における物質変換概念において「触媒」
が一つの共通キーワードとなるため,触媒研究の国際研究
拠点である北海道大学触媒化学研究センターをこの組織
に加え,連携研究体制を強化・充実させた.特に,北海道
大学触媒化学研究センターが得意とする固体触媒は,緊迫
するエネルギー環境問題解決に必要不可欠な研究要素で
あり,4研究機関の有機的連携により,最先端バイオ・情
報技術からエネルギー・環境問題にまで至る,新物質・新
反応・新機能の開拓に,総合的観点から取り組むことので
きる,強力な研究組織が整備される.研究機関間の緩やか
年報2015・研究所編●
な連携は欧米先進諸国でも実施されているが,それらの多
くは特定テーマに限定的である.物質創製化学研究を革新
し,異なる物質階層および異なった物質変換概念を包括的
に推進する本連携事業は他に類例を見ないものである.
■これまでの成果
4大学で共同することにより,新触媒の開発とキャラク
タリゼーション手法の開発を行い,数々の顕著な業績を残
した.さらに,卓越した研究環境のもとで若手研究者が自
由に創造的な研究活動を展開できる実践型連携研究シス
テムにより,力量ある次世代中核研究者育成に取り組ん
だ.特筆すべき若手研究者のキャリアアップの成果とし
て,博士研究員2名(内女性1名)が国立大学と外国大学の
助教に,特任助教1名が外国大学の講師に,助教1名が国立
大学講師に,助教1名が公立大学特任准教授に,助教1名(女
性)が国立大学准教授に,助教1名が私立大学准教授に,
准教授1名(女性)が国立大学独立准教授に,准教授1名が
私立大学独立准教授に,准教授1名が公立大学独立准教授
に,准教授3名が国立大学教授に採用された.
H22年度に開始した6年間の事業を完遂するとともに,
「統合物質創製化学研究推進機構」創出に向けて活動を
行っている.現有事業の最終年度に当たる本年度に文科省
より新機構設立準備経費が認められた.
■2015年度の開催記録
第6回統合物質シンポジウム「次世代を拓く新物質創製化
学」(名古屋大学・2015年4月14日)
第6回若手研究会(大分県別府市・2015年7月3日~4日)
第5回統合物質国際シンポジウム " Chemical Science for
Future Societies"(名古屋大学・2016年1月29日~30日)
第6回統合物質シンポジウム集合写真
講演会・研究会など
■2015年北の国触媒塾
主催:触媒学会企画・教育委員会
共催:北海道大学触媒化学研究センター,触媒学会北海道
支部
協賛:日本化学会
日時:2015年4月25日(土)08:45-18:00
会場:北海道大学創成科学研究棟5階大会議室
概略・論点と成果:触媒化学研究センターでは,触媒学会
が開催する「北の国触媒塾」を共催している.この講習会
の目的は,触媒の研究を行っている研究室に配属された大
学院生・学部学生,および一般の方に触媒の基礎を学んで
もらうことである.本年は触媒理論化学研究部門の長谷川
淳也教授が事務局を担当し,4月25日に創成科学研究棟5
階大会議室にて開催された.
触媒化学研究センター長谷川教授と松橋博美触媒学会
北海道支部長(北海道教育大学)の開塾挨拶により開会さ
れ,松橋博美先生(北海道教育大学)により触媒化学の基
礎,岡崎文保先生(北見工大)により触媒材料,向井紳先
生(北大院工)により細孔構造に関する触媒構造解析,小
笠原正道先生(北大触セ)により均一系触媒反応,岩佐信
弘先生(北大院工)により触媒調整法,神谷裕一先生(北
大院地球環境)により結晶と表面に関する触媒構造解析,
大谷文章先生(北大触セ)により光触媒反応および総論に
ついて講じられた.
北海道内外から52名の参加者があり,うち6名は企業か
らの一般参加であった.短時間に濃密な内容の講義がなさ
れ,熱心に聞き入る受講者の様子が見受けられた.講義の
後は懇親会も開催され,触媒研究に取り組み始めた研究者
間の交流が促された.また,各講義において出題されたク
イズの結果は講師により採点され,成績優秀者として北海
道大学工学部の学生3名が表彰された.
8:45-09:00
登録・開塾式
9:00-10:00
触媒化学の基礎
松橋博美/北海道教育大学
10:10-11:10
触媒材料
11:20-12:20
触媒構造解析-細孔構造
学大学院工学研究科
岡崎文保/北見工業大学
13:20-14:20
均一系分子触媒反応 小笠原正道/北海道
大学触媒化学研究センター
14:30-15:30
触媒調製
学研究科
向井紳/北海道大
岩佐信弘/北海道大学大学院工
15:50-16:50
触媒構造解析–結晶と表面 神谷裕一/北海
道大学地球環境科学研究院
17:00-18:00 光触媒反応および総論 大谷文章/北海道
大学触媒化学研究センター
第5回統合物質国際シンポジウム集合写真
●年報2015・研究所編
17
■触媒科学研究所(旧触媒化学研究センター)改
組 記 念 行 事 ・ 国 際 シ ン ポ ジ ウ ム - First
International Symposium of Institute for Catalysis
− Global Collaboration in Catalysis Science
toward Sustainable Society
主催:北海道大学触媒科学研究所
共催:触媒学会,日本化学会北海道支部,北海道大学フロ
ンティア化学教育研究センター,北海道大学サステナビリ
ティ・ウィーク2015
日時:2015年10月13日(火)~15日(木)
会場:北海道大学工学部フロンティア応用科学研究棟鈴木
章ホール
概略・論点と成果:
旧触媒化学研究センターは,10月1日に触媒科学研究所
へと改組し,ミッションである新たな触媒科学の創造と触
媒分野の全国共同利用・共同研究拠点活動を開始した.こ
れを記念し,10月13日(火)午後2時から約200人の学内外
及び海外の関係者の参列のもと,記念講演会・記念式典を
フロンティア応用科学研究棟鈴木章ホールで開催した.
記念講演会では,Fritz-Haber Institute の Director Hans
-Joachim Freund教授に表面の原子レベル観測と触媒作用
解明の研究について,諸熊奎治京都大学名誉教授に反応経
路の理論探索の最前線について,最後に,堂免一成東京大
学教授に太陽光を用いた水分解触媒についての講演をい
ただいた.
引き続き開催した式典では,朝倉清髙触媒科学研究所長
が式辞を述べ,山口佳三総長の挨拶の後,牛尾則文文部科
学省研究振興局学術機関課長及び永原肇触媒学会長から
祝辞をいただいた.
式典終了後,会場をファカルティハウス「エンレイソウ」
に移し祝賀会が行われました.長谷川淳也副所長の司会の
もと,朝倉所長の挨拶ののち,国立研究開発法人物質・材
料研究機構フェローの魚崎浩平本学名誉教授とFreund教
授に祝辞をいただき,元触媒化学研究センター長の東市郎
本学名誉教授による祝辞と祝杯の音頭で懇談に移った.
和やかな雰囲気の中,東北大学多元物質科学研究所長の
村松淳司氏,Purdue大学Science学部長のJeffery Roberts氏,
産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター副セン
ター長の浅川真澄氏,Xiamen大学PCSS国家重点研究所長
のYe Wang氏,京都大学化学研究所の小澤文幸教授にス
ピーチをいただき,最後に福岡淳総長補佐が閉会の辞を述
べた後,一本締めを行い,盛会のうちに終了した.
翌日から国際会議を開催した.触媒科学研究所内の全教
授が最新の研究成果を発表し,MOUを結んでいる海外の大
学・研究所の先生方,統合物質創製化学研究推進事業でと
もに活動している大学の先生方に研究成果の発表をいた
だき,触媒科学研究所と各機関との今後の共同研究につい
て議論した.
3日目は,今年度の重点クラスターである叶深准教授と
中山哲准教授がそれぞれ,Bio-InterfaceとTheory for Comlex
Systemという題目で半日のセクションを主催し,最先端の
話題について議論を繰り広げた.
講演者・演題:
○10月13日(火)
・記念講演会:フロンティア応用科学研究棟鈴木章ホール
Chair: Kiyotaka Asakura
14:00-14:50 Prof. Hans-Joachim Freund (Fritz Haber Institute
18
of the Max Planck Society, Germany)
"Models for Heterogeneous Catalysts: Complex Materials
at the Atomic Level"
14:50-15:40 Prof. Keiji Morokuma (Kyoto Univ.)
"Theory and Computation Provide Insight and Discovery
on Catalytic Reactions"
15:40-16:30 Prof. Kazunari Domen (Univ. of Tokyo)
"Development of Photocatalyst Sheets for Solar Hydrogen
Production"
・記念式典:フロンティア応用科学研究棟鈴木章ホール:
16:40-17:20
式辞 北海道大学触媒科学研究所長 朝倉清髙
挨拶 北海道大学総長 山口佳三
祝辞 文部科学省研究振興局学術機関課長 牛尾則文様
祝辞 一般社団法人触媒学会会長 永原肇様
・祝賀会:ファカルティハウス「エンレイソウ」: 17:30○10月14日(水):Plenary Lecture
Chair: Satoru Takakusagi
9:00-9:30 Jeffrey T. Roberts (Purdue University)
"Surface Modification of Aerosol Nanoparticles for
Materials Applications"
9:30-9:50 Bunsho Ohtani (ICAT, Hokkaido University)
"Fundamental Aspects on Heterogeneous Photocatalysis:
Role of Electron Traps and Evidence for Multi-electron
Transfer"
9:50-10:20 Wataru Ueda (Kanagawa University)
"Catalysis Science in Crystalline Complex Metal Oxides"
10:20-10:40 Ken-ichi Shimizu (ICAT, Hokkaido University)
"Cooperative Catalysis of Lewis Acid and Pt Nanoparticle
for Reductive Transformations of Carboxylic Acids,
Amides, and CO2"
Chair: Kiyotaka Nakajima
10:40-11:00 Zhao-Xiong Xie (Xiamen University)
"Supersaturation Dependent Evolution of Nanocrystal
Surfaces and Its Application in the Control of Surface
Structure of Nanocatalysts"
11:00-11:20 Atsushi Fukuoka (ICAT, Hokkaido University)
"Refrigerator Catalyst: Low-temperature Oxidation of
Ethylene by Platinum supported on Mesoporous Silica"
11:20-11:50 Bingjun Xu (Delaware University)
"Deciphering Complex Biomass Upgrade Processes on the
Molecular Level"
11:50-12:10 Ye Wang (Xiamen University)
"Selectivity Control in Catalytic Conversion of Synthesis
Gas to Liquid Fuels"
Chair: Masamichi Ogasawara
13:30-14:00 Fumiyuki Ozawa (Kyoto University)
"Palladium-Catalyzed Direct Arylation Polymerization
(DArP): A Novel Synthetic Method of π-Conjugated
Polymers"
14:00-14:20 Tamaki Nakano (ICAT, Hokkaido University)
"Stereo-Controlled Polymers: Chiral Structure Regulation
in the Ground and Excited States "
Chair: Tomohiro Yasuda
14:20-14:50 Kazuyuki Tatsumi (Nagoya University)
"Reversible Transformation between Cuboidal Fe4S4 and
Dinuclear Fe2S2 Cores"
14:50-15:10 Tamotsu Takahashi (ICAT, Hokkaido University)
"Transformation of Organic Molecules on Titanium"
年報2015・研究所編●
Chair: Shen Ye
15:30-16:00 Masatoshi Osawa (ICAT, Hokkaido University)
"Water Molecules and Ions at Electrified Interfaces Studied
by Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy"
16:00-16:30 Shi-Gang Sun (Xiamen University)
"In Situ FTIR Spectroscopic Studies of Electrocatalytic
Reactions and Surface Processes"
Chair: Mayumi Nishida
16:30-17:00 Masumi Asakawa (National Institute of Advanced
Industrial Science)
"Introduction of the Interdisciplinary Research Center for
Catalytic Chemistry"
17:00-17:20 Kiyotaka Asakura (ICAT, Hokkaido University)
"Quantum Beam and Catalysis Surface"
17:30-19:00 Poster Session
○10月15日(木)
- Special Session for "Bio-Interface" Chair: Ewa Kowalska
9:00-9:30 Masaru Tanaka (Kyushu University)
"Design of Biocompatible Polymers Based on the
Intermediate Water Concept"
9:30-10:10 Elsa Yan (Yale University)
"Proteins at Interfaces Probed by Chiral Sum Frequency
Generation Spectroscopy"
10:10-10:40 Ichizo Yagi (Hokkaido University)
"Bio-inspired Electrocatalysts for Oxygen Reduction
Reaction (ORR) "
Chair: Yasuhito Koyama
10:40-11:10 Koichi Iwata (Gakushuin University)
"Lipid Bilayer Membranes as Field of Chemical Reactions
– Characterization by Picosecond and Femtosecond
Time-resolved Spectroscopy"
11:10-11:30 Shen Ye (ICAT, Hokkaido University)
"Structure and Stability of Unsaturated Lipid Monolayer
under Low-level of Ozone"
- Special Session for "Theory for Complex Systems" Chair: Akira Nakayama
13:00-13:30 Kazunari Yoshizawa (Kyushu University)
"Quantum Chemical Studies on Dioxygen Activation and
Methane Hydroxylation by Diiron and Dicopper Species as
well as Related Metal–Oxo Species"
13:30-14:00 Yoshitada Morikawa (Osaka University)
"Catalytic Reactions in Crystal Growth and Etching
Processes at Semi¬conductor Surfaces: First-principles
Molecular Dynamics Study"
14:00-14:30 Hisao Nakamura (National Institute of Advanced
Industrial Science)
"Computational Chemistry of Device Materials and Nano
Interface Architectonics"
Chair: Hiroko Ariga
14:30-14:50 Jun-ya Hasegawa (ICAT, Hokkaido University)
山口総長のご挨拶
●年報2015・研究所編
牛尾学術機関課長の
ご祝辞
魚崎先生の
ご祝辞
記念講演会集合写真
"Computational Chemistry toward Complex Molecular
Systems"
14:50-15:10 Akira Nakayama (ICAT, Hokkaido University)
"First-Principles Simulations of Oxygen Vacancy Transport
at the Metal/Metal-Oxide Interface"
15:10 – Closing Remarks
■ 触 媒 科 学研 究 所 情 報発 信 型 シ ンポ ジ ウ ム ─
ICAT International Symposium in Madrid
"ASYMMETRIC C-C BOND FORMATION &
ORGANOMETALLICS"
主催:北海道大学触媒科学研究所
共催:アルカラ大学, 公益財団法人 総合工学振興財団
(FIST,Japan)
日時:2015年11月30日(月)
会場:アルカラ大学(スペイン)
担当部門:分子触媒研究部門
概略・論点と成果:
触媒科学研究所情報発信型シンポジウムは,「日本が誇
る先駆的研究成果を『日本の研究機関の主導で』海外にお
いて情報発信する」というコンセプトの基で企画されてお
り,特に根岸英一先生と鈴木章先生にクロスカップリング
の分野でノーベル賞を取らせたいということを宣言して,
本研究所の前身である触媒化学研究センターにより情報
発信型CRC国際シンポジウムとして開始したものである.
2005年のアーヘン工科大学(ドイツ),2006年のパデュー
大学(アメリカ合衆国),2007年のリヨン大学(フランス),
2008年のストックホルム大学(スウェーデン),2009年の
N.D. Zelinsky有機化学研究所(ロシア),2011年の北京大
学(中国),2012年のYork大学(カナダ)で行なったが,
実際に2010年根岸英一先生と鈴木章先生にノーベル賞が
授与されたので,York大学を最後にクロスカップリングの
情報発信型シンポジウムは終了した.その後根岸先生よ
り,今度は「不斉炭素-炭素結合生成反応」の分野にノー
ベル賞をという提案があり,この分野と有機金属化学の分
野をカバーする情報発信型CRC国際シンポジウムを開催す
ることとなった.第1回目を2013年3月にケルン大学(ドイ
ツ),2回目を2013年10月にプラハ・カレル大学(チェコ
共和国,3回目を2014年10月にシカゴ大学(アメリカ合衆
国)において実施しており,今回は4回目の開催であった.
会場となったアルカラ大学は100名あまりの参加者を集
め,活発な議論が展開された.
主催者を代表して北海道大学高橋保教授より挨拶の後,
午前の部は2010年ノーベル化学賞受賞者,根岸英一先生の
講演で幕を開け,続いてUniversity East Angliaの Manfred
Bochmann 教授,微生物化学研究所・化学系所長の柴﨑正
勝教授が講演した.昼食休憩の後,シカゴ大学および中部
大学の山本尚教授の講演で午後の部が再開された.続いて
University of AlicanteのCarmen Najera教授が講演の後,若手
19
研究者による発表が行われた.日本からは分子触媒研究部
門の学生・水上雄貴君が講演を行い大変好評であった.そ
の後,University of GottingenのArmin de Meijere教授,
Universidad Jaume 1 のEduardo Peris Fajarnes教授が講演し
た後,最後にシンガポール物質材料工学研究所(IMRE)の
林民生教授で講演の部は終了した.どの講演に対しても多
くの質問が寄せられ,盛況のうちに終了となった.引き続
いてポスターセッションが行われ,参加者相互の有意義な
情報交換の場となった.
本シンポジウムには北海道大学から,高橋保・触媒科学
研究所教授に加え,分子触媒研究部門から学生1名(水上
雄貴),技術スタッフ3名(石川勝久,山岸太平,下田周
平)が参加した.
最後に,アルカラ大学のトマス・クエンカ教授には本シ
ンポジウム開催に関して大変お世話になった.この場を借
りて感謝申し上げる.
講演者・演題(発表順):
09:00-09:10 Opning Ceremony
09:45-10:30 Prof. Ei-ichi Negishi (Purdue University)
"ZACA–LyCA–Cross Coupling Cascade for Catalytic
Asymmetric Synthesis of Enantiomerically Pure
Compounds of Feeble Chirality"
10:30-11:15 Prof. Manfred Bochmann (University East Anglia)
"Catalysis-Relevant Au(III) Chemistry: From Au-O to
Au-H, Au-R and Au-CO"
11:15-12:00 Prof. Masakatsu Shibasaki (Bikaken)
"Recent Progress in Cooperative Asymmetric Catalysis"
13:30-14:15 Prof. Hisashi Yamamoto (University Chicago and
Chubu University)
"Combined Acid Catalysis - History and Future"
14:15-15:00 Prof. Carmen Najera (University of Alicante)
"Coinage Metal Complexes as Chiral Catalysts for
Asymmetric 1,3-Dipolar Cycloadditions"
15:30-16:10 Young Chemist Lecture
16:10-16:55 Prof. Armin de Meijere (University of Gottingen)
"Recent Achievements Concerning Cyclopropanes, Natural
Products and Metal Catalysis"
16:55-17:35 Prof. Eduardo Peris Fajarnes (Universidad Jaume
1)
"POLYAROMATIC N-HETEROCYLIC CARBENES
AND Π-STACKING. CATALYTIC CONSEQUENCES"
17:35-18:20 Prof. Tamio Hayashi (IMRE)
"Recent Advances in Chiral Diene Ligands"
18:20-19:30 Poster Session
20
■第1回理研-北大-産総研「触媒研究」合同シン
ポジウム -知の発掘と革新触媒創造をめざす
キャタリストインフォマティクス-
主催:理化学研究所,北海道大学,産業技術総合研究所
日時:2015年12月24日(木)
会場:イイノカンファレンスセンター RoomA
概略・論点と成果:
ものづくりの基盤を支えている「触媒研究」は,我が国
の強みであり,今後さらにその強みに磨きをかけて行くこ
とが求められている.
北海道大学・触媒科学研究所は,国立研究開発法人理化学
研究所・環境資源科学研究センター・計算科学研究機構お
よび国立研究開発法人産業技術総合研究所・触媒化学融合
研究センター・人工知能研究センターと連携して,国際的
な産業競争に打ち勝つために,触媒化学における研究のス
ピードと費用対効果を最大限に高める強靭なイノベー
ションシステムの開発に着手した.
日本の触媒研究を牽引する3つの研究組織,理研-北大
―産総研が合同で目指すところは,「知の発掘」と「革新
触媒の創造」であり,そのためのコンセプトとして「キャ
タリストインフォマティクス」を取り入れることを提唱し
た.
今回は,その記念すべき第1回目の合同シンポジウムと
して,各研究組織を代表する研究者と産業界からの招待講
演者が,今後どのようにキャタリストインフォマティクス
を構築し「触媒開発」に活かしていくか,また,産業界が
キャタリストインフォマティクスに求める課題解決とは
何であるのかについて講演し論じた.
本シンポジウムへの参加者は200名に及び,産学官のこ
のテーマへの関心の深さを改めて認識するものとなった.
本シンポジウム後,理研-北大―産総研による「キャタリ
ストインフォマティクス」の構築へ向けたプロジェクトは
進んでおり,第二回目のシンポジウムを北海道大学で行う
ことも決定した.
講演者・演題:
14:00
14:05
14:15
14:25
開会挨拶 小安重夫理事(理化学研究所)
来賓挨拶 文部科学省 森晃憲研究開発局審議官
来賓挨拶 経済産業省 星野岳穂技環局審議官
来賓挨拶 奈良先端科学技術大学院大学 村井眞二
特任教授
「国家基幹技術として「先進触媒技術」という概念の認
知を」
14:35 特別講演 東京大学大学院工学系研究科 橋本和仁
教授(総合科学技術・イノベーション会議議員)
「科学者への期待と第5期科学技術基本計画」
15:05 講演 産業技術総合研究所・人工知能研究センター
本村陽一副研究センター長
「次世代人工知能技術の研究開発〜データ・知識融合,
現象のモデル化,計算,制御〜」
年報2015・研究所編●
15:50 講演 北海道大学触媒科学研究所 朝倉清髙所長
「Catalyst Informatics 触媒科学研究所の取り組みと今
後」
16:15 講演 産業技術総合研究所・触媒化学融合研究セン
ター 佐藤一彦研究センター長
「触媒化学融合研究センターの概要とキャタリストイ
ンフォマティクス」
16:40 講演 理化学研究所・環境資源科学研究センター 侯
召民副センター長
「キャタリストインフォマティクスの実現に向けた理
化学研究所のポテンシャル」
17:05 特別講演 昭和電工(株)内田博 コーポレートフェ
ロー
「キャタリストインフォマティクスへの期待」
17:35 閉会挨拶 北海道大学網塚浩総長補佐
■ミニ国際シンポジウム「電極溶液界面における
表 面 増 強 赤 外 分 光 法 の 新 し い 展 開 」 ─ New
Challenges of the Surface-enhanced Infrared
Spectroscopy (SEIRAS) at the Electrode/Solution
Interface
主催:表面分子科学研究部門
共催:北海道大学触媒科学研究所
日時:2016年3月17日(木)
会場::創成科学研究棟4階セミナールームB,C
概略・論点と成果:
本ミニ国際シンポジウムは,電極溶液界面における表面増
強赤外分光法の基礎研究と応用の最新展開について議論
することを目的とした.海外(中国3名,ドイツ1名)を含
む計10名の研究者の招待講演があった.朝倉所長の開会挨
拶の後,電極触媒からバイオインターフェースまでの幅広
い研究分野において,興味深い研究発表と質疑応答が活発
になされた.参加者全員はこれらの研究展開における大澤
雅俊教授の大きな貢献を讃えた.講演会の最後に,大澤雅
俊教授が今後の表面増強赤外分光法への期待と展望を述
べて会を締めくくった.シンポジウムの会場には表面増強
赤外分光研法に関する研究においてこれまでに大澤雅俊
教授が授与された賞状やメダルも展示された.講演会のあ
と,ポスターセッションと交流会が続き,遅くまで活発な
議論が続いた.また,ポスター会場に大澤研究室ゆかりの
スライドショーも上映しされ,参加者らを懐かしんだ.
講演者・演題:
14:00-14:10 Opening remarks: Asakura Kiyotaka (Director,
ICAT, Hokkaido Univ.)
Chair: Ye Shen (Hokkaido Univ.)
14:10-14:30 Cai Wenbin (Fudan Univ., China)
"Boron doped palladium as the efficient catalyst for
dehydrogenation of formic acid: what may interfacial
infrared spectroscopy tell? "
14:30-14:50 Kunimatsu Keiji (Yamanashi Univ., Japan)
"Polarization modulated ATR-FTIR analysis of the
hydration/dehydration processes of polymer electrolyte
membranes at the gold surface"
14:50-15:10 Morita Shigeaki (Osaka Electro-Communication
Univ., Japan)
"In Situ ATR-IR Spectroscopic Studies on Hydrated
Polymers"
15:10-15:30 Wei Zidong (Chongqing Univ., China)
"Advancement of Pt-fee catalysts for PEMFCs"
●年報2015・研究所編
15:30-15:50 Motobayashi Kenta (Nagoya Inst. of Tech., Japan)
"Interfacial Structure of Ionic Liquids near Metal
Electrodes Affected by Potential and Additives: What Can
Be Learned from SEIRAS?"
Chair, Motobayashi Kenta (Nagoya Inst. of Tech., Japan)
16:10-16:30 Jiang Yanxia (Xiamen Univ., China)
"Tuning Pt-skin to Ni-rich surface of Pt3Ni catalysts
supported on porous carbon for enhanced oxygen reduction
reaction and formic electrooxidation"
16:30-16:50 Yamanaka Toshiro (Kyoto Univ., Japan)
"Concentration change of ions in electrolyte in lithium ion
batteries studied by in-situ microprobe Raman
spectroscopy"
16:50-17:10 Inomata Tomohiko (Nagoya Inst. of Tech., Japan)
"Sensing Microorganisms using Artificial Siderophore
Complexes-modified Au Substrates"
17:10-17:30 Ye Shen (Hokkaido Univ., Japan)
"Nonlinear vibrational spectroscopy study on the interface"
17:30-17:50 Ataka Kenichi (Freie Universität Berlin, German)
"Surface Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy for
biological studies"
17:50 Closing Remarks: Osawa Masatoshi (Hokkaido Univ.,
Japan)
18:00-20:00 Poster session
■触媒科学研究所(触媒科学研究センター)コロ
キウム
主催:北海道大学触媒科学研究所(触媒科学研究センター)
内外の研究者・学生間の研究上の交流を図ることを目的と
して月1回程度開催されているものである.2005年度から
継続的に実施し,若手研究者の育成の場としての役割を果
たしている.2010年度途中より名称を「触媒化学研究セン
ターコロキウム(Catalysis Research Center Colloquium)」
とあらため,メール配信およびウェブページでの案内をよ
り充実させている.2015年10月からは改組に伴い名称を
「触媒科学研究所コロキウム(Institute for Catalysis (ICAT)
Colloquium)」としている.2015年度は第361回から第385
回まで合計25回開催した(開催申請の時期のずれや講演者
の都合などによる延期等のため,回数の順序と日時の順序
は異なっている場合がある).写真は,2015年度の最初の
コロキウムである第361回のポスター.《》内は担当教員.
第361回コロキウム 2015/04/08 中島清隆(北海道大学
触媒化学研究センター・准教授)
「固体酸化物の水中ル
イス酸性質を利用した糖変換反応」創成科学研究棟4階
セミナー室B・C《福岡淳》
第362回コロキウム 2015/05/14 清水研一(北海道大学
触媒化学研究センター・教授)
「協働作用を利用した金
属触媒の高機能化」創成科学研究棟4階セミナー室B・C
《朝倉清髙》
21
Conversion of Sugars to HMF」創成科学研究棟4階セミ
ナー室B・C《福岡淳》
第 368 回 コ ロ キ ウ ム
2015/07/16
Andreas Heyden
(Associate Professor of Chemical Engineering, University
of South Carolina (Currently on Sabbatical at the Fukui
Institute for Fundamental Chemistry, Kyoto) ・ Dr. )
「Understanding and Designing Heterogeneous Catalysts
from First Principles」No. 205 in 5th building of the Faculty
of Science,Hokkaido University(理学部5号館205号室)
《朝
倉清髙》
第369回コロキウム 2015/07/21 津野勝重(北海道大学
触媒化学研究センター・研究支援推進教授)
「電子顕微
鏡とそのレンズ開発」創成科学研究棟4階セミナー室
B・C《朝倉清髙》
第370回コロキウム 2015/07/10 Hynd Remita(CNRSUniversite Paris-Sud ・ Professor )「 Metal and Polymer
Nanostructures Induced in Mesophases for Applications in
Electrocatalysis and Photocatalysis」創成科学研究棟4階セ
ミナー室A《大谷文章》
第 371 回 コ ロ キ ウ ム 2015/07/14 Christophe ColbeauJustin ( CNRS-Universite Paris-Sud ・ Professor )
「Charge-carrier Dynamics in Photocatalytic Processes」創
成科学研究棟4階セミナー室A《大谷文章》
第 372 回 コ ロ キ ウ ム 2015/07/27 Yogesh Surendranath
( Assistant Professor, Department of Chemistry,
Massachusetts Institute of Technology, USA ・Professor)
「Designer Interfaces for Energy Storage and Recovery」創
成科学研究棟4階セミナー室B・C《大澤雅俊》
第363回コロキウム 2015/05/14 吉満隼人(北海道大学
触媒化学研究センター・助教)
「イオン液体を用いた温
度応答性ポリマーおよび制御カチオン重合の新しい展
開」創成科学研究棟4階セミナー室B・C《中野環》
第373回コロキウム 2015/08/07 鳥本司(名古屋大学大
学院工学研究科・教授)
「多元素化による半導体・金属
ナノ粒子の光・電気化学特性制御」創成科学研究棟4階
セミナー室A《大谷文章》
第364回コロキウム 2015/05/27 Notker Roesch(Institute
of High Performance Computing, Agency for Science
(Singapore)/Department Chemie and Catalysis Research
Center, Technische Universitaet Muenchen(Germany)・Prof.
Dr. ) 「 Biomass transformations over transition
metals-Conquering complex reaction networks with DFT」創
成科学研究棟3階セミナー室D《長谷川淳也》
第374回コロキウム 2015/09/03 谷口博基(名古屋大学
大学院理学研究科物質理学専攻・准教授)
「新しい機能
性酸化物強誘電体の探索」創成科学研究棟4階セミナー
室B《中島清隆》
第365回コロキウム 2015/06/22 Sebastien PAUL (Unite
de Catalyse et Chimie du Solide, UCCS (UMR CNRS
8181), Universite de Lille, Ecole Centrale de Lille, Cite
Scientifique, 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex, France ・
Professor)
「A new high-throughput platform dedicated to the
design of biorefineries catalysts」創成科学研究棟4階セミ
ナー室B・C《福岡淳》
第 366 回 コ ロ キ ウム 2015/06/30 Emiel J. M. Hensen
( Department of Chemical Engineering and Chemistry,
Eindhoven University of Technology, The Netherlands・
Department of Chemical Engineering and Chemistry,
Eindhoven University of Technology, The Netherlands )
「 From description to prediction in Heterogeneous
Catalysis」創成科学研究棟4階セミナー室B・C《中島清
隆》
第 367 回 コ ロ キ ウ ム
2015/07/02
Feng-Shou Xiao
( Department of Chemistry, Zhejiang University,
Hangzhou, China・Prof. Dr. )
「Green Syntheses of Zeolites
and Design of an Efficient Heterogeneous Catalysts for
22
第375回コロキウム 2015/09/03 加藤英樹(東北大学多
元物質科学研究所・准教授)
「可視光水分解を目指した
光触媒の開発」創成科学研究棟4階セミナー室B《中島
清隆》
第376回コロキウム 2015/10/16 Jeffrey Roberts(College
of Science, Purdue University, USA・Dean)「PURDUE
UNIVERSITY
DEPARTMENT
OF
CHEMISTRY:
OPPORTUNTIES FOR RESEARCH」創成科学研究棟4階
セミナー室A《朝倉清髙》
第377回コロキウム 2015/11/05 門野良典(高エネル
ギー加速器研究機構物質構造研究所・教授)「TiO2ルチ
ル)中の水素同位体中心の電子構造」創成科学研究棟4
階セミナー室A《朝倉清髙》
第 378 回 コ ロ キ ウ ム 2015/12/07 Marek J. Wojcik
( Physical and theoretical chemistry; Molecular
spectroscopy; Hydrogen-bonded systems ・ Professor )
「 Vibrational Spectroscopy of Hydrogen-Bonded
Complexes, Liquids and Solids」創成科学研究棟4階セミ
ナー室A《長谷川淳也》
第379回コロキウム 2016/01/08 根本耕司((国研)産業
技術総合研究所触媒化学融合研究センター官能基変換
チーム・研究員)
「バイオマス資源の触媒的変換による
年報2015・研究所編●
レブリン酸合成反応の開発」創成科学研究棟4階セミ
ナー室A《小林広和》
第 380 回 コ ロ キ ウ ム 2016/01/15 Hans Joahim Freund
(Fritz Haber Institute of the Max Planck Society・Director,
Prof. )
「Model Catalysts as the Atomic Level: from Structure
(Geometric and Electronic) to Reactivity」フロンティア応
用科学研究棟 1階 セミナー室1《長谷川淳也》
第381回コロキウム 2016/02/12 辰巳敬(独立行政法人
製品評価技術基盤機構・理事長)「骨格内へテロT原子
サイトを精密制御した先端触媒材料としてのゼオライ
ト」創成科学研究棟4階セミナー室A《中島清隆》
第382回コロキウム 2016/02/16 岡林潤(東京大学大学
院理学研究科スペクトル化学研究センター・准教授)
「磁性錯体・磁性薄膜における化学と物理」創成科学
研究棟4階セミナー室A《朝倉清髙》
●年報2015・研究所編
第383回コロキウム 2016/02/12 Wei Zhang(張偉)(蘇
州大学・北海道大学触媒科学研究所特任教授・教授)
「Supramolecular Chirality in Achiral Systems: Induction,
Memory and Application」創成科学研究棟4階セミナー室
A《中野環》
第384回コロキウム 2016/03/03 小野嘉夫(国立大学法
人東京工業大学,大学評価・学位授与機構・名誉教授)
「Ag+イオンが関与する固体酸触媒反応」創成科学研究
棟4階セミナー室A《中島清隆》
第 385 回 コ ロ キ ウ ム 2016/03/28 Jochen Lauterbach
(Department of Chemical Engineering, University of South
Carolina, Columbia, SC 29208, USA ・ Professor )
「High-throughput catalyst discovery - From self-healing
catalysts forFischer-Tropsch synthesis to LPG production
from liquid transportation fuels」創成科学研究棟4階セミ
ナー室A《朝倉清髙》
23
沿革と記録
history and record
沿革
触媒化学研究センター(現触媒科学研究所)設置以降
2014年度までの沿革.日付のあとの()つき数字は催事の
開催日数.
1989/05/29《設置改廃》 触媒研究所を廃止し「国立学校
設置法施行規則」の一部改正により北海道大学に全国共
同利用施設の「触媒化学研究センター」(6研究部門・1
客員研究部門)が設置・「表面構造物性部門」
(定員:教
授1・助教授1・助手2)は平成元年から2ヶ年にわたり岡
崎国立共同研究機構・分子科学研究所の流動研究部門と
して同研究所「分子集団研究系・界面分子科学研究部門」
に転換
1989/05/29《センター長》 初代センター長に大野公男(理
学部教授)就任
1989/07/03(5)《催事》 第4回日中米触媒シンポジウム
『 Development of Novel Catalysis and Improvement of
Catalytic Processes』を共催[主催:日中米触媒シンポジ
ウム組織委員会・共催:触媒学会・日本化学会北海道支
部・電気化学協会北海道支部・石油学会・日本表面学会]
1989/09/08《催事》 第3回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
開講式を開催
1989/11/24(2)《催事》 第1回触媒化学研究センター短期
研究会開催〈触媒化学研究センター会議室〉
1990/02/23《催事》 第3回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
閉講式を開催
1990/04/01《センター長》 第2代センター長に金岡祐一(薬
学部教授)就任
1990/06/28(2)《催事》 第1回国際研究集会『表面化学の
最前線(Frontiers of Surface Chemistry))を開催〈北海道
大学百年記念会館〉
1990/09/07《催事》 第4回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
開講式を開催
1990/10/19(2)《催事》 第2回国際研究集会『触媒化学の
最前線(Frontiers of Catalytic Chemistry)』を開催〈北海道
大学百年記念会館〉
1990/11/09《催事》 センター設置記念特別講演会「研究
体制からみた大学の現状と将来―自然科学系を中心とし
て」を開催〈北海道大学クラーク会館〉
1990/11/09(2)《催事》 第2回研究発表会を開催〈北海道
大学学術交流会館〉
1991/01/31(2)《催事》 第1回研究討論会『精密合成のた
めの触媒設計』を開催[共催:触媒学会ファインケミカ
ルズ合成触媒研究会]〈北海道大学学術交流会館〉
1991/02/22《催事》 第4回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
閉講式を開催
1991/04/01《設置改廃》 「表面構造物性部門」
(定員:助
教授1・助手2)が平成3年度からさらに2ヶ年にわたり岡
崎国立共同研究機構・分子科学研究所の流動研究部門と
して同研究所「極端紫外光科学研究系・界面分子科学研
究部門」に転換
24
1991/04/01《センター長》 第3代センター長に松永義夫(理
学部教授)就任
1991/07/27《催事》 第3回国際研究集会『地球環境のため
の触媒化学(Catalytic Chemistry for Global Environment)』
を開催〈北海道大学学術交流会館〉
1991/09/06《催事》 第5回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
開講式を開催
1991/09/20(2)《催事》 第4回国際研究集会『エレクトロ
キャタリシスの最前線 (Frontiers of Electrocatalysis)』を
開催〈北海道大学学術交流会館〉
1991/11/01《催事》 第3回研究発表会を開催〈北海道大学
百年記念会館〉
1992/01/21(2)《催事》 第2回研究討論会『表面原子の動
き,操作に関する計測・制御技術』を開催〈北海道大学
百年記念会館〉
1992/02/21《催事》 第5回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
閉講式を開催
1992/04/01《センター長》 第4代センター長に延與三知夫
(触媒化学研究センター教授)就任
1992/09/06《催事》 第6回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
開講式を開催
1992/11/06《催事》 第4回研究発表会を開催〈北海道大学
百年記念会館〉
1993/01/13(2)《催事》 第3回研究討論会『地球環境の改
善のための触媒化学』を開催[共催:
(財)地球環境産業
技術研究機構(RITE)]〈北海道大学学術交流会館〉
1993/02/15《催事》 第6回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
閉講式を開催
1993/04/01《設置改廃》 「表面構造物性部門」が岡崎国
立共同研究機構・分子科学研究所の流動研究部門「極端
紫外光科学研究系・界面分子科学研究部門」から復帰
1993/09/06《催事》 第7回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
開講式を開催
1993/11/12《催事》 第5回研究発表会を開催〈北海道大学
百年記念会館〉
1994/01/24(2)《催事》 第4回研究討論会『活性表面の分
子ダイナミックスと触媒』を開催〈北海道大学学術交流
会館〉
1994/02/18《催事》 第7回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
閉講式を開催
1994/04/01《センター長》 第5代センター長に東市郎(免
疫科学研究所教授)就任
1994/08/18(2)《催事》 創立5周年記念国際シンポジウム・
第 5 回 国 際 研 究 集 会 『 触 媒 化 学 の 最 近 の 進 歩 (Recent
Progress in Catalytic Chemistry)』を開催〈札幌サンプラザ〉
1994/09/06《催事》 第8回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
開講式を開催
1994/11/18《催事》 第6回研究発表会を開催〈北海道大学
百年記念会館〉
1995/01/26(2)《催事》 第5回研究討論会『表面エネルギー
移動と反応動力学の新展開』を開催〈北海道大学学術交
流会館〉
年報2015・研究所編●
1995/02/20《催事》 第8回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
閉講式を開催
1995/09/05《催事》 第9回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
開講式を開催
1995/10/02(2)《催事》 第6回国際研究集会『触媒表面科
学の最前線(Frontiers of Catalytic Surface Science)』を開催
〈北海道大学学術交流会館/触媒化学研究センター会議
室〉
1995/11/17《催事》 第7回研究発表会を開催〈北海道大学
百年記念会館〉
1996/01/18(2)《催事》 第6回研究討論会『電極触媒化学
と表面科学の接点』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
1996/02/19《催事》 第9回「触媒科学研究集団研修コ-ス」
閉講式を開催
1996/04/01《センター長》 第6代センター長に東市郎(免
疫科学研究所教授)再任
1996/07/24(2)《催事》 第7回国際研究集会『次世代化学
創成のための触媒科学(Catalytic Science to Create Next
Generation Chemistry)』を開催〈ホテル札幌ガーデンパレ
ス〉
1996/07/26《催事》 外部点検評価委員による「部門研究
活動評価」を実施
1996/09/02《催事》 第10回触媒科学研究集団研修コース
開講式を開催
1996/11/15《催事》 第8回研究発表会を開催〈触媒化学研
究センター会議室〉
1996/12/05《催事》 外部点検評価委員による「組織を含
めた全体評価」を実施
1997/01/23(2)《催事》 第7回研究討論会『均一系化学と
不均一系化学の接点』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
1997/02/17《催事》 第10回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」閉講式を開催
1997/04/01《センター長》 第7代センター長に岩本正和(触
媒化学研究センター教授)就任
1997/09/01《催事》 第11回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」開講式を開催
1997/11/06(2)《催事》 第8回国際研究集会『明日を拓く
均 一 系 触 媒 化 学 ( Homogeneous Catalysis towards the
Future)』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
1997/12/05《催事》 第9回研究発表会を開催〈触媒化学研
究センター会議室〉
1998/01/20(2)《催事》 8回研究討論会「原子・分子レベ
ルの反応制御-機能とデザイン」を開催〈北海道大学学
術交流会館〉
1998/02/16《催事》 第11回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」閉講式を開催
1998/04/09《設置改廃》 基幹研究部門3部門9分野・客員
研究部門1部門2分野に拡充改組
1998/06/01《催事》 第12回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」開講式を開催
1998/07/27(2)《催事》 第9回国際研究集会『不均一系お
よ び 均 一 系 触 媒 化 学 の 近 未 来 ( Future Possibilities in
Heterogeneous and Homogeneous Catalysis)』を開催〈ホテ
ル札幌ガーデンパレス〉
1998/09/07《催事》 改組記念式典・講演会及び祝賀会を
開催〈ホテル札幌ガーデンパレス〉
1998/09/08《催事》 改組記念研究発表会『触媒化学の挑
戦』を開催〈北海道大学百年記念会館〉
●年報2015・研究所編
1998/10/09《催事》 第10回研究発表会を開催〈北海道大
学百年記念会館〉
1998/10/27《催事》 第9回研究討論会『表面プロービング
の技術』を開催〈北海道大学百年記念会館〉
1998/11/24《催事》 第12回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」閉講式を開催
1999/03/04《催事》 触媒化学研究センター第4回大学院生
の交流発表会〈理学部液化センターW4号室 〉
1999/04/01《センター長》 第8代センター長に岩本正和(触
媒化学研究センター教授)再任
1999/05/31《催事》 第13回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」開講式を開催
1999/11/05《催事》 第11回研究発表会を開催〈北海道大
学百年記念会館〉
1999/11/24《催事》 第13回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」閉講式を開催
1999/12/04(4)《催事》 第10回国際研究集会『分子レベル
の 構 造 制 御 と 触 媒 機 能 (Fabrication of Nano-Order
Materials and Catalytic Functions)』を開催〈北海道大学学
術交流会館〉
2000/01/29(2)《催事》 第10回研究討論会『分子を超えた
「かたち」と機能』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
2000/03/08《催事》 触媒化学研究センター第5回大学院生
の交流発表会〈理学部5-305号室 〉
2000/04/01《センター長》 第9代センター長に魚崎浩平(理
学研究科教授)就任
2000/05/29《催事》 第14回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」開講式を開催
2000/06/29《催事》 国際シンポジウム『次世代のための
新 し い 物 質 変 換 ( International Symposium on Novel
Transformation for Next Generation))を共催[主催:科学
技術振興事業団]〈北海道大学学術交流会館〉
2000/08/02(2)《催事》 第11回国際研究集会『X線吸収微
細構造分光法の最前線とその触媒・界面化学への応用に
関する触媒化学研究センター国際シンポジウム(Frontier
of XAFS Spectroscopy and its Applications to Catalystand
Interface)』を開催〈北海道大学理学部大講堂〉
2000/10/31《催事》 第12回研究発表会を開催〈北海道大
学百年記念会館〉
2000/11/20《催事》 第14回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」閉講式を開催
2001/02/01(2)《催事》 第11回研究討論会『分子触媒の新
しい仕掛け』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
2001/03/19(3)《催事》 堀内先生生誕100年記念シンポジ
ウム『ナノスケール触媒作用研究最前線(Frontiers of
Nano Scale Catalysis and Electrochemistry)』を共催[主催:
CES21・共催:北海道大学]
2001/03/02《催事》 触媒化学研究センター第6回大学院生
の交流発表会〈315-6号室 〉
2001/05/29《催事》 第15回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」開講式を開催
2001/10/23《催事》 第13回研究発表会を開催〈北海道大
学百年記念会館〉
2001/11/08(2)《催事》 第12回研究討論会『触媒基本反応
の検討:表面ナノ構造と反応ダイナミクス』を開催〈北
海道大学百年記念会館〉
2001/11/16《催事》 第15回「触媒科学研究集団研修コ-
ス」閉講式を開催
25
2001/12/07《催事》 中国・北京石油大学化工学院と部局
間協定を締結
2002/01/27(5)《催事》 『第3回国際酸化物表面ワーク
シ ョ ッ プ (The Third International Workshop on Oxide
surfaces)』を開催[共催:第3回国際酸化物ワークショッ
プ実行委員会]〈北海道大学学術交流会館〉
2002/03/05《催事》 触媒化学研究センター第7回大学院生
の交流発表会〈理学部5-301号室〉
2002/04/01《センター長》 第10代センター長に高橋保(触
媒化学研究センター教授)就任
2002/05/27《催事》 中国・北京大学化学与分子工程学院
と部局間協定を締結
2002/08/09(3)《催事》 第13回国際研究集会『界面光化学
に関する触媒化学研究センター国際シンポジウム(CRC
International Symposium on Photochemistry at Interfaces)』
を開催〈北海道大学学術交流会館〉
2002/10/08(3)《催事》 第13回国際研究集会『界面光化学
に関する触媒化学研究センター国際シンポジウム(CRC
International Symposium on Photochemistry at Interfaces)』
を開催〈北海道大学学術交流会館〉
2002/10/23《催事》 第14回研究発表会を開催〈北海道大
学学術交流会館〉
2002/11/14(2)《催事》 第13回研究討論会『ナノテクノロ
ジーと触媒化学』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
2002/12/28(9)《催事》 外部点検評価(書面)を実施
2003/02/03《催事》 『光触媒化学シンポジウム』を開催
〈北海道大学学術交流会館〉
2003/03/03《催事》 触媒化学研究センター第8回大学院生
の交流発表会〈理学部N-308号室〉
2003/05/02《催事》 中国・北京大学化学与分子工程学院
と大学間協定に基づく合意書を締結・合意書に基づく触
媒化学研究センター北京オフィス設置に関する覚書きを
締結
2003/05/20《催事》 中国・清華大学化学系と部局間協定
を締結
2003/09/17《催事》 ドイツ・ミュンスター大学有機化学
研究所・化学薬学部と部局間協定を締結
2003/10/29《催事》 北海道大学触媒化学研究センター北
京オフィス設置記念シンポジウムを開催〈北京〉
2003/11/24(3)《催事》 『次世代の分子触媒化学に関する
触媒化学研究センター国際シンポジウム(The 14th CRC
International Symposium on "Molecular Catalysis of the Next
Generation")』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
2004/01/08《催事》 『北京大学札幌オフィス設置記念式
典及び特別講演』を開催〈北海道大学創成科学研究棟会
議室〉
2004/01/08(2)《催事》『北海道大学触媒化学研究センター
新棟移転記念シンポジウム』を開催〈北海道大学創成科
学研究棟会議室〉
2004/03/03《催事》 触媒化学研究センター第9回大学院生
の交流発表会〈創成科学研究棟セミナー室BC 〉
2004/04/01《センター長》 第11代センター長に高橋保(触
媒化学研究センター教授)再任
2004/08/16《催事》 ドイツ・アーヘン工科大学無機化学
研究所と部局間協定を締結
2004/09/09《催事》 ドイツ・ボン大学化学科ケクレ有機
化学・生物化学研究所と部局間協定を締結
26
2004/10/27(3)《催事》 第15回国際シンポジウム『触媒反
応ダイナミクスと表面ナノ構造』を開催〈北海道大学創
成科学研究棟〉
2004/11/11(2)《催事》 第15回研究討論会『明日を創る有
機化学』を開催〈北海道大学学術交流会館〉
2004/12/02《催事》 第15回研究発表会を開催〈北海道大
学創成科学研究棟〉
2005/03/18《催事》 中国・華東師範大学化学系と部局間
協定を締結
2005/03/09《催事》 触媒化学研究センター第10回大学院
生の交流発表会〈創成科学研究棟セミナー室BC 〉
2005/09/30(2)《催事》 第16回国際シンポジウム『不均一
酸化触媒を展望する』を開催〈北海道大学創成科学研究
棟〉
2005/10/12《催事》 第1回情報発信型国際シンポジウムを
開催〈ドイツ・アーヘン工科大学有機化学研究所〉
2005/11/10(2)《催事》 第16回研究討論会『精密材料設計
のフロンティア戦略と機能化』を開催〈北海道大学創成
科学研究棟〉
2005/12/26《催事》 ドイツ・マックスプランク協会フリッ
ツハーバ研究所と部局間協定を締結
2006/03/06《催事》 触媒化学研究センター第11回大学院
生の交流発表会〈創成科学研究棟大会議室〉
2006/04/01《センター長》 第12代センター長に上田渉(触
媒化学研究センター教授)就任
2006/05/22《催事》 ドイツ・ブレーメン国際大学理工学
部と部局間協定を締結
2006/09/14(3)《催事》 第2回情報発信型国際シンポジウ
ムを開催〈アメリカ・パデュー大学〉
2006/09/21《催事》 中国・上海地区共同実験室開所記念
式典〈上海市〉
2007/01/10(2)《催事》 第17回研究討論会『原子分子から
みた触媒反応機構』を開催〈北海道大学創成科学研究棟〉
2007/03/08《学生交流委員会》 触媒化学研究センター第
12回大学院生の交流発表会〈創成科学研究棟大会議室〉
2007/04/01《設置改廃》 触媒ターゲット研究アセンブリ
触媒基礎研究部7部門に拡充改組
2007/05/22《催事》 アメリカ・デラウェア大学触媒科学
技術センターと部局間協定を締結
2007/06/22(2)《催事》 第19回CRC国際シンポジウム『ナ
ノ構造材料と電極触媒』を開催〈北海道大学大学院理学
院〉
2007/09/21(2)《催事》 第20回CRC国際シンポジウム『触
媒のin-situ Characterization-現状と将来展望』〈北海道大
学創成科学研究棟〉
2007/09/25《催事》 第3回情報発信型国際シンポジウムを
開催〈フランス・リヨン大学〉
2007/10/09《催事》 中国・厦門大学固体表面物理化学国
家重点実験室と部局間協定を締結
2007/10/10《催事》 中国・中国科学院大連化学物理研究
所触媒基礎国家重点実験室と部局間協定を締結
2008/01/24(2)《催事》 第18回研究討論会『結晶と触媒』
を開催〈北海道大学創成科学研究棟〉
2008/03/18《学生交流委員会》 触媒化学研究センター第
13回大学院生の交流発表会〈創成科学研究棟大会議室〉
2008/04/01《センター長》 第13代センター長に上田渉(触
媒化学研究センター教授)再任〈北海道大学学術交流会
館〉
年報2015・研究所編●
2008/05/27《催事》 中国厦門大学固体表面物理化学国家
重点実験室とのジョイントシンポジウムを開催〈北海道
大学創成科学研究棟〉
2008/07/07《催事》 『触媒サミット-触媒は地球維持の
キーテクノロジー』を開催〈北海道大学学術交流会館/
北海道大学触媒化学研究センター〉
2008/10/29(3)《催事》 第22回CRC国際シンポジウム『バ
イオインターフェイスとバイオマス変換』を開催〈北海
道大学創成科学研究棟〉
2008/11/03《催事》 第4回情報発信型国際シンポジウムを
開催〈スウェーデン・The Royal Swedish Academy of
Sciences Stockholm〉
2009/01/21(2)《催事》 『研究討論会in東京』を開催〈東
京工業大学〉
2009/01/22《催事》 外部点検評価委員会開催
2009/03/10《催事》 アメリカ・アイオワ州立大学理工技
術研究所と部局間協定を締結
2009/03/13《学生交流委員会》 触媒化学研究センター第
14回大学院生の交流発表会〈創成科学研究棟大会議室〉
2009/09/18《催事》 第5回情報発信型国際シンポジウムを
開催〈ロシア・N. D. Zelinsky Institure of Organic Chemistry,
Moscow〉
2009/10/27《催事》 中国厦門大学 固体表面物理化学国
家重点実験室とのジョイントシンポジウムを開催〈中
国・Xiamen University〉
2009/12/07《催事》 触媒化学研究センター20周年記念講
演会・記念式典・記念祝賀会
2009/12/08(2)《催事》 触媒化学研究センター20周年記念
国際シンポジウム・第24回CRC国際シンポジウム・第20
回研究討論会
2010/01/26《催事》 イギリス・カーディフ大学カーディ
フ触媒研究所と部局間協定を締結
2010/03/11《学生交流委員会》 触媒化学研究センター第
15回大学院生の交流発表会/歓送会〈創成科学研究棟大会
議室/サイエンスプラザ〉
2010/03/15《催事》 ポーランド・ポーランド科学アカデ
ミー触媒・表面化学研究所と部局間協定を締結
2010/03/17《催事》 ポーランド・西ポメラニアン大学化
学・環境工学研究所と部局間協定を締結
2010/03/18《催事》 ポーランド・グダンスク工科大学と
部局間協定を締結
2010/04/01《センター長》 第14代センター長に福岡淳(触
媒化学研究センター教授)就任
2010/07/24(2)《催事》 第25回CRC国際シンポジウム〈洞
爺湖〉
2010/12/23《催事》 根岸英一先生ノーベル賞受賞記念講
演会〈道新ホール〉
2011/01/24(2)《催事》 第1回統合物質国際シンポジウム・
平成22年度触媒化学研究センター研究討論会〈北海道大
学創成科学研究棟大会議室〉
2011/03/04《催事》 第6回情報発信型国際シンポジウム〈中
国・Beijing University〉
2011/03/11《学生交流委員会》 触媒化学研究センター第
16回大学院生の交流発表会/歓送会〈創成科学研究棟セミ
ナー室/サイエンスプラザ〉
2011/08/24《学生交流委員会》 ソフトボール大会/ジンギ
スカンパーティ〈美香保公園 (北22条東4丁目) 野球場B/
創成科学研究棟の裏玄関近く〉
●年報2015・研究所編
2012/01/26(2)《催事》 触媒化学研究センター国際シンポ
ジウム・研究討論会
2012/02/04《催事》 第7回情報発信型国際シンポジウムを
開催〈カナダ・ヨーク大学〉
2012/03/09《学生交流委員会》 触媒化学研究センター第
17回大学院生の交流発表会/歓送会〈創成科学研究棟大会
議室/サイエンスプラザ〉
2012/04/01《センター長》 第15代センター長に福岡淳(触
媒化学研究センター教授)就任
2012/04/01《組織》 触媒基礎研究部に触媒理論化学研究
部門設置
2012/04/01《人事》 集合機能化学研究部門に中野環教授
(北海道大学大学院工学研究院教授)着任
2012/04/01《人事》 触媒反応化学研究部門に高瀬舞助教
(北海道大学大学院理学院化学専攻博士後期課程)着任
2012/05/12《催事》 2012年北の国触媒塾(主催:触媒学
会/共催:触媒化学研究センター)
2012/06/01(2)《催事》 第3回統合物質創製化学推進事業
シンポジウム(九州大学)
2012/06/28《催事》 青少年サイエンスミーティング
2012/07/23(2)《催事》 統合物質創製化学推進事業第3回
若手研究会(琵琶湖リゾートクラブ)
2012/08/29《学生交流委員会》 ソフトボール大会/ジンギ
スカンパーティ〈北野球場 (北22条西15丁目)/創成科学
研究棟の裏玄関近く〉
2012/09/18《催事》 FHIシンポジウム
2012/10/01《人事》 触媒理論化学研究部門に長谷川淳也
教授(京都大学福井謙一記念研究センター准教授)着任
2012/11/01《人事》 触媒反応化学研究部門にエバ=コワ
ルスカ准教授(ドイツウルム大学博士研究員)着任
2012/12/06《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム(担当:小笠原准教授)
2012/12/10(2)《催事》 第2回統合物質国際シンポジウム
(名古屋大学)
2013/01/01《人事》 集合機能化学研究部門に小山靖人准
教授(東京工業大学大学院理工学研究科助教)着任
2013/01/23《催事》 触媒化学研究センター研究討論会
2013/01/24《催事》 外部点検評価委員会
2013/02/01《催事》 ポーランド・グダンスク大学と部局
間協定を締結
2013/02/05《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム(担当:叶准教授)
2013/03/04《催事》 情報発信型国際シンポジウムinケル
ン
2013/03/07《催事》 情報発信型国際シンポジウムinスト
ラスブール
2013/03/13《催事》 触媒化学研究センター第18回大学院
生の交流発表会/歓送会〈創成科学研究棟大会議室/サイ
エンスプラザ〉
2013/05/11《催事》 2012年北の国触媒塾(主催:触媒学
会/共催:触媒化学研究センター)
〈北海道大学創成科学
研究棟5階大会議室〉
2013/06/28《催事》 統合物質創製化学推進事業第4回若手
研究会(名古屋クラウンホテル)
2013/08/04 《 催 事 》 第 16 回 均 一 不 均 一 触 媒 会 議
(ISHHC-16)〈北海道大学学術交流会館〉
2013/08/10《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム(担当:髙草木准教授)
27
2013/10/25《催事》 情報発信型国際シンポジウムinプラ
ハ
2013/10/31《催事》 第4回統合物質シンポジウム〈北海道
大学創成科学研究棟大会議室〉
2014/01/09《催事》 情報発信型国際シンポジウムinアト
ランタ
2014/01/10《催事》 第3回統合物質国際シンポジウム(九
州大学)
2014/03/13《催事》 触媒化学研究センター第19回大学院
生の交流発表会/歓送会〈創成科学研究棟大会議室/サイ
エンスプラザ〉
2014/03/17《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム(担当:竹口客員教授)
2014/03/17《催事》 触媒化学研究センター平成25年度
研究討論会〈創成科学研究棟5階大会議室〉
2014/04/01《センター長》 第16代センター長に朝倉清髙
(触媒化学研究センター教授)就任
2014/04/01《組織》 実用化基盤技術開発部設置
2014/04/26《催事》 アメリカパーデュー大学と部局間協
定を締結
2014/09/30《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム(担当:小山准教授)
2014/10/04《催事》 情報発信型国際シンポジウムinシカ
ゴ
2014/10/06《催事》 7th Negishi-Brown Lectures
2014/10/14《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム(担当:エヴァ コワルスカ准教授)
2014/10/30《催事》 情報発信型国際シンポジウムinストッ
クホルム
2015年度の記録
日付のあとの()つき数字は催事などの開催日数.コロキ
ウムの詳細については「講演会・研究会など」参照.
2015/04/01《人事》 触媒物質化学研究部門に清水研一教
授(触媒化学研究センター准教授)昇任
2015/04/01《人事》 物質変換化学研究部門に中島清隆准
教授(東京工業大学助教)着任
2015/04/01《人事》 実用化基盤技術開発部に安田友洋准
教授(横浜国立大学共同研究推進センター特任教員)着
任
2015/04/01《人事》 集合機能化学研究部門に吉隼人助教
(大阪大学大学院理学研究科博士課程)着任
2015/04/08《コロキウム》 第361回コロキウム(中島清隆)
〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/04/16《部門教授会》 第289回部門教授会〈触媒化学
研究センター長室〉
2015/04/25《催事》 2015年北の国触媒塾(主催:触媒学
会/共催:触媒化学研究センター)
〈北海道大学創成科学
研究棟5階大会議室〉
2015/05/14《コロキウム》 第362回コロキウム(清水研一)
〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/05/14《コロキウム》 第363回コロキウム(吉満隼人)
〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/05/15《運営委員会》 第29回運営委員会(持ち回り)
2015/05/25《部門教授会》 第290回部門教授会〈触媒化学
研究センター長室〉
28
2015/05/27《コロキウム》 第364回コロキウム(Notker
Roesch)〈創成科学研究棟3階セミナー室D〉
2015/06/08《協議員会》 第236回協議員会〈北海道大学創
成科学研究棟大会議室〉
2015/06/08《運営委員会》 第30回運営委員会(持ち回り)
2015/06/18《部門教授会》 第291回部門教授会〈触媒化学
研究センター長室〉
2015/06/22《コロキウム》 第365回コロキウム(Sebastien
PAUL )〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/06/23《協議員会》 第237回協議員会(持ち回り)
2015/06/30《コロキウム》 第366回コロキウム(Emiel J. M.
Hensen)〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/07/01《人事》 触媒理論化学研究部門に中谷直輝助
教(触媒化学研究センター特任教員)着任
2015/07/01《協議員会》 第238回協議員会(持ち回り)
2015/07/02《コロキウム》 第367回コロキウム(Feng-Shou
Xiao)〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/07/10《コロキウム》 第370回コロキウム(Hynd
Remita)〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2015/07/13《運営委員会》 第31回運営委員会〈北海道大
学創成科学研究棟大会議室〉
2015/07/14《コロキウム》 第371回コロキウム(Christophe
Colbeau-Justin)
〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2015/07/16《コロキウム》 第368回コロキウム(Andreas
Heyden)〈No. 205 in 5th building of the Faculty of Science,
Hokkaido University(理学部5号館205号室)〉
2015/07/16《部門教授会》 第292回部門教授会〈触媒化学
研究センター長室〉
2015/07/21《コロキウム》 第369回コロキウム(津野 勝
重)〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/07/21《協議員会》 第239回協議員会〈北海道大学創
成科学研究棟大会議室〉
2015/07/27《コロキウム》 第372回コロキウム(Yogesh
Surendranath)
〈創成科学研究棟4階セミナー室B・C〉
2015/08/07《コロキウム》 第373回コロキウム(鳥本司)
〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2015/08/13《部門教授会》 第293回部門教授会(持ち回り)
2015/09/03《コロキウム》 第374回コロキウム(谷口博基)
〈創成科学研究棟4階セミナー室B〉
2015/09/03《コロキウム》 第375回コロキウム(加藤英樹)
〈創成科学研究棟4階セミナー室B〉
2015/09/08《部門教授会》 第294回部門教授会(持ち回り)
2015/09/24《部門教授会》 第295回部門教授会〈触媒化学
研究センター長室〉
2015/09/25《協議員会》 第240回協議員会(持ち回り)
2015/09/30《人事》 表面分子化学研究部門本林健太辞職
(名古屋工業大学助教)
2015/10/01《組織》 触媒科学研究所に改組
2015/10/01《所長》 初代所長に朝倉清髙(触媒科学研究
所教授)就任
2015/10/01《人事》 光触媒科学研究部門に高島舞助教(日
本電信電話株式会社・先端集積デバイス研究所研究員)
着任
2015/10/13《催事》 触媒科学研究所(旧触媒化学研究セ
ンター)改組記念講演会・記念式典・祝賀会〈フロンティ
ア応用科学研究棟鈴木章ホール〉
年報2015・研究所編●
2015/10/14《催事》 触媒科学研究所(旧触媒化学研究セ
ンター)改組記念シンポジウム〈フロンティア応用科学研
究棟鈴木章ホール〉
2015/10/16《コロキウム》 第376回コロキウム(Jeffrey
Roberts)〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2015/10/22《教授会》 第1回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2015/10/26《運営委員会》 第1回運営委員会(持ち回り)
2015/11/05《コロキウム》 第377回コロキウム(門野良典)
〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2015/11/06《運営委員会》 第2回運営委員会(持ち回り)
2015/11/06《教授会》 第4回教授会(持ち回り)
2015/11/10《教授会》 第2回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2015/11/19《教授会》 第3回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2015/11/30《催事》 情報発信型国際シンポジウムinマド
リード〈スペイン・アルカラ大学〉
2015/12/01《人事》 触媒材料研究部門に鳥屋尾隆助教(日
本学術振興会特別研究員)着任
2015/12/04《運営委員会》 第3回運営委員会(持ち回り)
2015/12/07《コロキウム》 第378回コロキウム(Marek J.
Wojcik)〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2015/12/10《教授会》 第5回教授会(持ち回り)
2015/12/22《教授会》 第6回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2015/12/24《催事》 第1回理研-北大-産総研「触媒研究」
合同シンポジウム〈イイノカンファレンスセンター
RoomA〉
2016/01/08《コロキウム》 第379回コロキウム(根本耕司)
〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2016/01/13《運営委員会》 第4回運営委員会(持ち回り)
2016/01/15《コロキウム》 第380回コロキウム(Hans
Joahim Freund)
〈フロンティア応用科学研究棟 1階 セ
ミナー室1〉
●年報2015・研究所編
2016/01/21《教授会》 第7回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2016/01/25《教授会》 第8回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2016/02/04《教授会》 第9回教授会(持ち回り)
2016/02/12《コロキウム》 第381回コロキウム(辰巳敬)
〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2016/02/12《コロキウム》 第383回コロキウム(Wei Zhang
(張偉))〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2016/02/16《コロキウム》 第382回コロキウム(岡林潤)
〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2016/02/18《教授会》 第10回教授会〈触媒科学研究所長
室〉
2016/03/03《コロキウム》 第384回コロキウム(小野嘉夫)
〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2016/03/10《運営委員会》 第5回運営委員会(持ち回り)
2016/03/17《教授会》 第11回教授会〈触媒科学研究所長
室〉
2015/12/24《催事》 ミニ国際シンポジウム「電極溶液界
面における表面増強赤外分光法の新しい展開」
〈創成科学
研究棟四階セミナー室 BC〉
2016/03/28《コロキウム》 第385回コロキウム(Jochen
Lauterbach)〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2016/03/31《人事》 表面分子科学研究部門大澤雅俊特任
教授退任
2016/03/31《人事》 分子触媒研究部門小笠原正道准教授
辞職(徳島大学理工学部教授)
2016/03/31《人事》 高分子機能科学研究部門小山靖人准
教授辞職(富山県立大学工学部准教授)
2016/03/31《人事》 高分子機能科学研究部門吉満隼人助
教辞職((株)カネカ)
29
30
年報2015・研究所編●
基礎研究系
(研究室編については改組後の新名称で記載)
Department of Fundamental Research
触媒表面研究部門/ Catalyst Surface
Research Division
■2015年度の構成員
〈教授〉朝倉清高・
〈准教授〉髙草木達・
〈助教〉有賀寛子・
〈特任助教〉脇坂祐輝[2015/12/01~]
・
〈博士研究員〉Tao
MA[~2015/10/19]・〈非常勤研究員〉Qiuyi YUAN・〈特
定専門職員〉坂井富美子・
〈工学院/大学院博士課程〉Natee
SIRISIT〈工学院/大学院修士課程〉岩崎裕也/桜田慎也/
城戸大貴/関聡史/本多亮裕・
〈工学部/学部学生〉岩田洋二
郎/鈴木遼太郎・〈研究推進支援教授〉津野勝重・
〈事務補
助員〉草刈ひろみ
2015年度のトピック: 本年度は溶液中に浸されたサンプ
ルのPEEM像を取得することをこころみた.これまで,大気
圧で成功した大気圧セルをそのまま用いて,メタノールを
いれ,チャンバー中に入れ,PEEMの測定を行った.密閉性
がよく,ほとんど漏れが観測されなかった.また,メタノ
ール内の金の観察に成功した.この成果は,国際学会にて
報告した《講演20,21》.また電子線透過窓として調製法を
検 討 し た グ ラ フ ェ ン 窓 に つ い て の 成 果 で Bull.Chem.
Soc.Jpn賞を受賞した.《文献6》
Fig. 1 The scheme and images of environmental cell for PEEM.
■2015年度のうごき
2015年10月,博士研究員のTao MAが転出した.2015年
12月,脇坂祐輝が特任助教として着任した.また,博士課
程の村田尚義が修了した.
■研究課題
酸化物などカチオン性金属―アニオン性典型元素化合
物(TB化合物と略す)は担持金属触媒の担体や複合酸化物
触媒として広く用いられる酸化物,貴金属に類似した物性
を示す炭化物,脱硫触媒として注目される燐化物など多方
面にわたり,高機能触媒として利用されているが,その表
面科学的な理解は,組成により大きく変化するため,遅れ
ている.我々は,こうした対象を調べるのに適した表面顕
微分光法を開発するとともに,これら複雑なTB化合物表面
の理解とTB表面の物理的・化学的修飾を目的に研究を進め
ている.最終的には,表面を機械のように動かし,反応を
制御したいと思っている.
1.表面顕微鏡法の開発
われわれは,表面のマイクロレベルで起こる化学反応を
追 跡 す る た め , 表 面 顕 微 鏡 で あ るPEEM ( Photoemission
electron microscopy)の開発を進めている(図1).この手
法は,光を用いて,表面を励起し,飛び出した光電子を加
速結像するというもので,途中にエネルギー分光器を入れ
ることで,表面を分析しながら,マッピングをとることが
可能となっている.
●年報2015・研究室編
2.遷移金属と典型元素の化合物触媒の構造と触媒反応
低価数遷移金属と典型元素の化合物(LVTMC=Low valent
Transition metal- Main group element compound)である炭化
物(IV族),窒化物,リン化物(V族),カルコゲン(VI族)
は,共有結合とイオン結合の両方をもち,特異な触媒活性
を示す.例えば,FT合成触媒のMoCx,Mo2N,脱硫触媒Ni2P,
アセトキシ化触媒のPdTeなどである.また,第3成分を添
加すると,共有結合性とイオン結合性バランスを変化さ
せ,LVTMCの触媒活性を変化させることができる.中でも
Ni2Pは,環境浄化反応である水素化脱硫反応,水素化脱窒
素反応,脱塩素反応やバイオ燃料精製反応である水素化脱
酸素反応に対して高活性を示すLVTMCである.
2015年度のトピック: Ni2P(1 0 -1 0)表面でのNOの還元
反応について詳細に検討した.その結果,Pの拡散温度にな
ると,NO共存下で表面がc(2×4)構造から徐々に(1×1)構
造に変化することを明らかにした.本研究は,物質研究所
大谷茂樹博士,東京大学のTed S. OYAMA教授,ドイツFHI
のH. J. FREUND教授,立教大学枝本教授との共同研究で
ある.成果は論文で報告した《論文12》《講演12》.
3.多様な量子ビームを用いた触媒解析手法の確立
物質,とくに表面の構造解析には,回折法が有力である
とされ,広く用いられてきた.しかし,回折法は,長距離
秩序を必要とし,欠陥や不純物といった必ずしも長距離秩
序を持たない系に対しては,有効性が落ちる.こうした系
に対する研究手法として,顕微鏡法に加えて,加速器ベー
スの手法があげられる.我々は,これまで触媒研究に用い
られてこなかったミュオンや陽電子,さらに,XFEL(x-ray
free electron laser)などの量子ビームを触媒研究に応用し
て,活性点周りの3次元構造や電子状態,光触媒の光励起
31
メカニズムなどを明らかにすべく解析手法の確立を目指
している.
2015年度のトピック: 光触媒であるTiO2内部の欠陥構造
(酸素欠陥や水素)と光触媒作用との相関を超低速ミュオ
ンにより明らかにすることを目的として研究を展開した.
水素様素粒子であるミュオンを用いることで、TiO2内部の
酸素欠陥に水素原子が二原子安定化し、band gap内準位を
形成することを明らかとした.成果は論文及び国際学会で
報告した《論文16》《講演7,8,9,10》.
4.燃料電池触媒のキャラクタリゼ-ションと表面構造解析
手法の開発
燃料電池は,運転時にCO2を出さないことから,新しい
エネルギー変換器として,自動車,家庭用発電機等に実
用化が進んでいる.一方で,効率よく,燃料から電力を
取り出すための触媒開発が重要な研究ターゲットとなっ
ている.多くの燃料電池においては,燃料や酸素を活性
化するために金属微粒子が用いられており,その金属微
粒子の構造や担体である炭素との相互作用に関する知見
をえることが,燃料電池の高度化および長寿命化に必要
である.われわれは,以上の観点から,燃料電池に実際
に使われている金属微粒子の構造をXAFS法で決定すると
ともに,構造の規整されたHOPG(highly oriented pyrolytic
graphite)上のPtナノクラスターの構造決定法の開発を進
めている.
2015年度のトピック: ラウエ型結晶分光器(BCLA)を用
いた背面入射型蛍光XAFS測定をHOPG基板担持Ptナノ粒子
に対して行い,溶液Operando条件中の微量なPtナノ粒子の
表面状態を調べた(図2).またFEFF8を用いたXANES理論計
算よりPt表面における水素の吸着状態の違いを明らかに
した.成果は学会で報告した.
Fig. 2 The scheme of Pt nanoparticles/HOPG operando
XAFS using BCLA.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
日本大学理工学部畠山義清助教「スパッタ法を用いた金を
コアとする白金被覆ナノ粒子の調製」/東京大学大学院工
学系研究科大山茂生教授「EXAFSを用いたバイオマスの脱
酸素反応用触媒の局所構造解析」
「新規燐化物触媒の開発」
/奈良先端科学技術大学院大学松井文彦助教「Ni2P及び関
32
連合金表面の原子構造・電子状態と触媒活性の相関」/分
子科学研究所上村洋平・横山利彦「超高速XAFS法の開発」
/物質・材料研究機構魚崎浩平フェロー・増田卓也主任研
究員「全反射XAFSによる修飾電極の研究」/高エネルギー
物理学研究機構物質構造研究所木村正雄教授「偏光全反射
蛍光XAFS法の開発,多素子蛍光用SSDの計測システムの開
発,高速XAFS法の開発」/東京大学大学院理学系研究科岩
澤康裕教授「偏光全反射蛍光AFS法の開発,多素子蛍光用
SSDの計測システムの開発,EXPEEMの開発」/山梨大学医学
工学総合研究部鳥養映子教授「界面のスピン伝導と反応」
/東京医科歯科大学医歯学総合研究科宇尾基弘教授「イン
プラント表面処理層および骨結合界面の深さ分解XAFS解
析 」 /Dipartimento DICEAM, Università Mediterranea di
Reggio Calabria1・Assistant Professor Francesco Mauriello
「Exploring the Catalytic Properties of Supported Palladium
Catalysts in the Transfer Hydrogenolysis of Glycerol」/厦門大
学 袁 友 珠 教 授 「 Efficient Ru-Fe Catalyzed Selective
Hydrogenolysis of Carboxylic Acids to Alcoholic Chemicals」/
北陸先端学技術大学大学院マテリアルサイエンス研究科
谷池俊明准教授「超高真空下でのオレフィン重合用塩化物
触媒の調製と活性表面構造分析」/JASRI宇留賀朋也・関澤
央輝「燃料電池触媒の開発」/理研矢橋牧名・片山哲・
「XFEL-XAFSの開発」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Murata, N.; Kobayashi, M.; Okada, Y.; Suzuki, T.; Nitani,
H.; Niwa, Y.; Abe, H.; Wada, T.; Mukai, S.; Uehara, H.;
Ariga, H.; Takakusagi, S.; and Asakura, K. A hightemperature in situ cell with a large solid angle for
fluorescence X-ray absorption fine structure measurement.
Rev. Sci. Instrum. 2015, 86, 034102.
(2) Ohba, T.; Kubo, H.; Ohshima, Y.; Makita, Y.; Nakamura,
N.; Uehara, H.; Takakusagi, S.; and Asakura, K. EXAFS
Studies of Pd Nanoparticles: Direct Evidence for Unusual
Pd-Pd Bond Elongation. Chem. Lett. 2015, 44, 803-805.
(3) Zhang, Z.; Murayama, T.; Sadakane, M.; Ariga, H.;
Yasuda, N.; Sakaguchi, N.; Asakura, K.; Ueda, W. Ultrathin
inorganic molecular nanowire based on polyoxometalates.
Nature Commun. 2015, 6, 8731.
(4) Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Ohba,
T.; Niwa, Y.; Nozawa, S.; Sato, T.; Ichiyanagi, K.; Fukaya,
R.; Adachi, S.; Katayama, T.; Togashi, T.; Owada, S.;
Ogawa, K.; Yabashi, M.; Hatada, K.; Takakusa, S.;
Yokoyama, Y.; Ohtani, B.; Asakura, K. Dynamics of
photoelectrons and structural changes of tungsten trioxide
observed by femtosecond transient XAFS. Angew. Chem. Int.
Ed. 2015, 55, 1364-1367.
(5) Wada, T.; Murata, N.; Suzuki, T.; Uehara, H.; Nitani, H.;
Niwa, Y.; Uo, M.; Asakura, K. Improvement of a Real
Gas-Sensor for the Origin of Methane Selectivity
Degradation by µ-XAFS Investigation. Nano-Micro Lett.
2015, 7, 255-260.
(6) Ma, T.; Miyazaki, K.; Ariga, H.; Takakusagi, S.; Asakura,
K. Investigation of the Cleanliness of Transferred Graphene:
The First Step toward Its Application as a Window Material
for Electron Microscopy and Spectroscopy. Bull. Chem. Soc.
Jpn. 2015, 88,1029-1035.
(7) Kubata, R.; Minami, D.; Hayashi, T.; Hattori, Y.; Matsuda,
T.; Sunaga, M.; B.Bharti, Asakura, K.; Kaneko, K. Sol-gel
chemistry mediated Zn/Al-based complex dispersant for
SWCNT in water without foam formation. Carbon 2015, 94,
518-523.
(8) Wada, T.; Murata, N.; Uehara, H.; Suzuki, T.; Nitani, H.;
年報2015・研究室編●
Niwa, Y.; Uo, M.; Asakura, K. Degradation mechanism of a
high-performance real micro gas sensor, as determined by
spatially resolved XAFS. Phys. Chem.Chem.Phys. 2016, 18,
7374-80.
(9) Mochizuki, I.; Ariga, H.; Fukaya, Y.; Wada, K.; Maekawa,
M.; Kawasuso, A.; Shidara, T.; Asakura, K.; Hyodo, T.
Structure determination of the rutile-TiO2(110)-(1X2) surface
using total-reflection high-energy positron diffraction
(TRHEPD). Phys Chem Chem Phys. 2016, 18, 7085-7092.
(10) Watanabe, Y.; Nishimura, Y.F.; Suzuki, R.; Uehara, H.;
Nimura, T.; Beniya, A.; Isomura, N.; Asakura, K.;
Takakusagi, S. Portable ultrahigh-vacuum sample storage
system
for
polarization-dependent
total-reflection
fluorescence x-ray absorption fine structure spectroscopy. J.
Vac. Sci. Technol. A 2016, 34, 023201.
(11) Yoshida, M.; Mineo, T.; Mitsutomi, Y.; Yamamoto, F.;
Kurosu, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K.; Kondoh, H.
Structural Relationship between CoO6 Cluster and Phosphate
Species in a Cobalt-Phosphate Water Oxidation Catalyst
Investigated by Co and P K-edge XAFS. Chem. Lett. 2016,
45, 277-279.
(12) Yuan, Q.; Ariga, H.; Asakura, K. An Investigation of
Ni2P Single Crystal Surfaces: Structure, Electronic State and
Reactivity. Top. Catal. 2015, 58, 194-200.*
(13) 有賀寛子,朝倉清髙,Rutile型TiO2のナノ構造と物
性―ポスト結晶構造解析.日本結晶学会誌,57,41-46
(2015).*
(14) Mauriello, F.; Ariga, H.; Musolino, M. G.; Pietropaolo,
R.; Takakusagi, S.; Asakura, K. Exploring the Catalytic
Properties of Supported Palladium Catalysts in the Transfer
Hydrogenolysis of Glycerol. Appl. Catal., B: Environmental
2015, 166–167, 121-131.*
(15) Kato, M.; Kimijima, K.; Shibata, M.; Notsu, H.; Ogino,
K.; Inokuma, K.; Ohta, N.; Uehara, H.; Uemura, Y.; Oyaizu,
N.: Ohba, T.; Takakusagi, S.; Asakura, K.; Yagi, I.
Deprotonation of a Dinuclear Copper Complex of
3,5-Diamino-1,2,4-Triazole for High Oxygen Reduction
Activity. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 8638-8641.*
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Asakura, K.; W.J. Chun Takakusagi, S.: "Polarization
dependent total reflection fluorescence XAFS and control of
the metal surface structure" XAFS16, Kahlsruhe, Germany
(2015/8/25)
(2) Asakura, K.: "An Interpretation of ps Transient XANES of
WO3 in Photoabsorption and Decay Processes" New Trends
in X-ray Absorption and Photoeletron Spectroscopy and
Multiple Scattering Theory, Chiba University, Chiba
(2015/7/25)
(3) Asakura, K.: "Metal dispersion and defect on TiO2 (110)
surface-Expectation for ultra slow muon(USM) experiments"
USMM & CMSI workshop, The University of Tokyo, Tokyo
(2016/1/8)
(4) Takakusagi, S.; Nojima, H.; Kunimoto, A.; Miyazaki, K.;
Ariga, H.; Uehara, U.; Chun, W.-J.; Iwasawa, Y; Asakura, K.:
"Polarization dependent total-reflection fluorescence (PTRF)
XAFS study of atomically dispersed metals on a TiO2(110)
surface" The 17th International Symposium on Relations
between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
(ISHHC17), Utrecht University, Utrecht, Nederland
(2015/7/14)
(5) Takakusagi, S.; Nojima, H.; Kunimoto, A.; Miyazaki, K.;
Ariga, H.; Uehara, U.; Chun, W.-J.; Iwasawa, Y.; Asakura, K.:
"Polarization dependent total reflection fluorescence
(PTRF)-XAFS study of atomically dispersed metals on a
TiO2(110) surface premodified with mercaptobenzoic acid
molecules" The 2015 International Chemical Congress of
●年報2015・研究室編
Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015), Hawaii
Convention Center, Hawaii, USA (2015/12/16)
(6) Takakusagi, S.; Asakura, K.: "Single Metal Dispersion on a
TiO2(110) Surface Premodified with a Mercapto Compound"
The 5th International Conference on MEXT Project of
Integrated Research on Chemical Synthesis "Chemical
Science for Future Societies", Nagoya (2016/1/29)
(7) Ariga, H.; Kido, D.; Shimomura, K.; Pang, A.; Torikai, E.;
Nagamine, K. Asakura, K.: "μSR measurements of
Photocatalyst rutile TiO2 single crystal" The 2015
International Chemical Congress of the Pacific Basin
Societies, Honolulu, Hawaii, USA (2015/12/16)
(8) Ariga, H.; Kido, D.; Shimomura, K.; Pang, A.; Torikai, E.;
Nagamine, K.; Kadono, R.; Ishida, K.; Takakusagi, S.;
Asakura, K.: "μSR investigation of reduced TiO2 single
crystal" USMM & CMSI workshop, The University of
Tokyo, Tokyo (2016/1/8)
(9) Ariga, H; Asakura, K.: "Observation of oxygen vacancy in
rutile TiO2 single crystal by μSR measurement" 第6回
J-PARC/MUSE 成果報告会, Tokai, (2015/7/27)
(10) Ma, T.; Ariga, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K.:
"Cleanliness of Transferred Graphenes: A TEM and XPS
Study" Rideal Conference, FHI, Belin, Germany (2015)
(11) Yuan, Q.; Ariga, H.; Asakura, K.: "Temperature
Dependence Study of NO Oxidation of Ni2P(101 ̅0) Surface"
第35回表面科学学術講演会, つくば国際会議場, つくば
(2015/12/3)
(12) Hyodo, T.; Mochizuki, I.; Fukaya, Y.; Wada, K.;
Maekawa, M.; Kawasuso, A.; Shidara, T.; Ariga, H.; Asakura,
K.; Ichimiya, A.: "An improved positron diffraction:
total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD)
and its applications" ECOSS, Barcelona, Spain (2015)
(13) 朝倉清高:「Pdナノ粒子に見られるPd-Pd結合伸長現
象のEXAFSによる直接観察」,第七回岩澤コンファレンス
「サステイナブル社会のための最先端触媒化学・表面科
学」,千葉大学(2015/9/29)[招待講演]
(14) 朝倉清高:
「触媒とは何か?―人類の持続的発展を陰
で支えるキーテクノロジー」,ACADEMIC FANTASISTA 2015
夏休み特別講義,北海道大学,札幌,
(2015/8/3)
[招待
講演]
(15) 朝倉清高:「Catalyst Informatics 触媒科学研究所
の取り組みと今後」,第1回理研-北大-産総研「触媒研
究」合同シンポジウム-知の発掘と革新触媒創造をめざ
すキャタリストインフォマティクス-,イイノホール,
東京(2015/12/24)[招待講演]
(16) 朝倉清高;城戸大貴;髙草木達;丹羽尉博;上村洋
平;横山利彦:「可視光応答型水分解WO3触媒における励
起構造のPump-Probe XAFS観察」,2015年度前期物性研究
所短期研究会機能物性融合科学研究会シリーズ(3)「反
応と輸送」,東京大学物性研究所,柏,(2015/6/25)
[招
待講演]
(17) 朝倉清高:
「PF-UA と新光源への期待」,PF研究会「X
線顕微分析の新展開: STXMから硬X線複合分析まで」,PF,
つくば(2015/10/2)[招待講演]
(18) 朝倉清高:「XAFS Analysis for Bimetallic systems」,
XAFS夏の学校2015,八王子セミナーハウス,八王子
(2015/9/7-9/9)[招待講演]
(19) 朝倉清高:
「光電子放出顕微鏡(PEEM)の最近の進歩
とオペランド観察」,ナノプローブテクノロジー第167委
員会第79回研究会,東京工業大学キャンパスイノベーシ
ョンセンター東京(2015/7/23)[招待講演]
33
(20) 髙草木達;朝倉清高:
「偏光全反射蛍光XAFS法による
酸化物上金属ナノ構造の三次元可視化」,第2回放射光連
携研究ワークショップ,JPタワーホール&カンファレン
ス(2016/2/18)
[招待講演]
受賞
(1) 平成27年度触媒学会学会賞:朝倉清高「Operando XAFS
法による触媒構造のその場観察と触媒作用機構に関す
る研究」(2016/1/28)
34
(2) 平成27年度北海道発明協会会長賞:朝倉清高「表面の
電子状態を観察する特殊な顕微鏡(特許第5690610号)」
(2015/10/30)
(3) 日本化学会BCSJ賞:Tao MA,有賀寛子,髙草木達,
朝倉清髙「Investigation of the Cleanliness of Transferred
Graphene: The First Step toward Its Application as a Window
Material for Electron Microscopy and Spectroscopy 」
(2015/08)
年報2015・研究室編●
触媒理論研究部門/Catalysis Theory
Research Division
■2015年度の構成員
〈教授〉長谷川淳也・
〈准教授〉中山哲・
〈助教〉中谷直輝
[2015/07/01~]
・
〈特任助教〉中谷直輝[~2015/06/30]・
〈博士研究員〉Yue CHEN[2015/05/01~]
・
〈学術研究員〉
北川裕也[~2015/04/30]
・
〈総合化学院/大学院博士課程〉
屋内一馬・
〈総合化学院/大学院修士課程〉大保政貴/宮崎
玲/渡邊恵二郎・〈理学部/学部学生〉原田伊織・〈研究生〉
Liming ZHAO・〈事務補助員〉保格葉子
い.近年,九州大学の永島グループにより,Si-H基が2つ
近接するようなシランを用いると,カルボニル化合物のヒ
ドロシリル化がさまざまな遷移金属錯体を触媒として効
率良く進行することが報告されており,本研究では,反応
の計算解析から2つのSi-H基の共同効果について理論的な
考察を加えることを目的として研究を行っている.
2015年度のトピック: 九州大学永島グループとの共同研
究を引き続き推進し,白金触媒によるアミド還元の反応機
構を解明した.密度汎関数法を用いた反応解析の結果,特
異な5配位中間体を経るChalk-Harrod機構の経路を明らか
にし,反応全体の活性障壁は30.3 kcal/molと見積もられ
た(Fig. 1)
.これは,2つのSi-H基があることでトランス
効果によりPt-H結合の活性が非常に高くなっており,これ
が反応の推進力となるためであると考えられる.この研究
は統合物質化学創成研究・創発研究としてサポートを受け
て実施され,成果を論文として発表した《論文14》.
■2015年度のうごき
■研究課題
触媒反応のメカニズムを理論計算に基づく解析によっ
て明らかにし,触媒原理に関する新しい概念を提示するこ
と,及び理論解析に基づく触媒設計や反応設計に関する提
案を行うことを目標として研究活動を行っている.
この目標を達成するために,実験グループとの共同研究
を推進し,触媒反応系の本質を究明する.同時に,複雑な
触媒反応系における理論的研究の適用範囲を拡大するこ
とを重要な課題として捉えており,既存の理論計算手法を
越えた,新しい手法の開発を目指している.
活性な触媒反応系は,電子状態,分子構造,溶媒などの
周辺環境との相互作用,動力学など様々な側面において極
めて複雑な系であることが知られている.このような複雑
な触媒反応系の本質を明らかにするためには,詳細な理論
計算モデルに基づく仮想現実のリアリティーを追究する
ことが必要である.他方で,触媒系の物理化学的本質を捉
えたシンプルな理論モデルを構築することで,実用的かつ
本質的な計算を比較的容易に行うことが可能である.この
ような触媒反応系モデルの具体化と抽象化過程を通して,
触媒理論化学を学術的に発展させたい.
また,これらの研究を通して,環境触媒,エネルギーの
生産と変換,化成品の高効率合成など,持続可能な社会へ
の変革に貢献したいと考えている.
1.近接する2つのSi-H基の共同効果に関する理論的研究
遷移金属錯体触媒によるアルケンのヒドロシリル化は
有機合成の基本反応の1つであり,よく知られるところで
あるが,アミドなどカルボニル化合物との反応例は少な
●年報2015・研究室編
Fig. 1 Reaction mechanism of the platinum-catalyzed
reduction of amides with dual Si-H groups.
2.ポルフィリン触媒や第四級アンモニウムヒドロキシド
触媒を用いた二酸化炭素固定のメカニズム
ポルフィリン触媒や第四級アンモニウム塩触媒を用い
ることによって,安価かつ簡単な条件で二酸化炭素を固定
化し,エポキシドを環状カーボネートに変換する実験が岡
山大学の依馬らにより報告されている.本研究では,密度
汎関数理論による電子状態計算と分子動力学法を用い,反
応メカニズムを明らかにすると共に,高度に設計された触
媒機能の原理を理解することを目標とする研究を行って
いる.
2015年度のトピック: ポルフィリン触媒による二酸化炭
素固定化反応メカニズムに関して,論文を発表した《論文
6》
.また,ポルフィリン触媒の一部を構成する第四級アン
モニウム塩も固定化反応を触媒することが明らかになり,
テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)を用いた
反応について密度汎関数法を用いて検討し,主要反応経路
Ea = +30.1
Ea = +29.9
40
30
Energy (kcal/mol)
2015年4月に修士課程学生(総合化学院修士課程)1名が
加わった. 2015年5月にYue CHEN博士(博士研究員)が
加わった.2015年7月に中谷直輝特任助教が助教として着
任した.2015年12月に学部学生(理学部)1名が加わった.
2016年3月に修士課程学生1名が修了(教職課程のため北大
に継続して在籍).また,学部学生1名が卒業(総合化学
院修士課程に進学)した.
10
0
‐10
‐20
‐30
‐40
‐50
Ea = +23.6
[TS1]
20
Free Energy
ΔE = −18.9 kcal/mol
[I1]
[Reactant]
ΔE = −50.5 kcal/mol
Potential
Energy
Ea = +22.9
[TS2]
[I2]
[Product]
‐60
Fig. 2 Potential and free energy profiles of catalytic CO2
fixation reaction.
35
を特定した(Fig. 2).これらの触媒は大きく柔らかな構造
を持つため,反応物や中間体に複数の安定構造が存在す
る.また,反応における統計熱力学的な解析を行うために,
分子動力学法を用いた自由エネルギープロファイルを作
成した.自由エネルギー計算はbluemoon ensemble法を用
いた.各反応ステップにおけるエントロピーの寄与も算出
し,統計的な解析手法の有用性を示した.
3.炭素触媒によるセルロースの加水分解メカニズムに関
する理論的研究
非食料バイオマスを有用な化成品へと変換する触媒反
応は,炭素資源を有効に活用する上で極めて重要な反応で
ある.触媒科学研究所・福岡研究室において開発が進めら
れている炭素触媒は,セルロースを分解して高い収率でグ
ルコースを得ることができる.本研究の目的は,理論的研
究により炭素触媒よるセルロースの加水分解機構を明ら
かにすることである.
2015年度のトピック: 今年度は,モデル炭素触媒による
セロビオースの加水分解機構に関する研究を行った.実験
結果に基づいて提案された前駆錯体の構造から,触媒のプ
ロトン移動によって開始される加水分解の遷移状態や終
状態の構造をDFT計算により求めた.ポテンシャルエネル
ギープロファイルを作成し,フタル酸,サリチル酸,安息
香酸などを触媒とする場合について,比較検討を行った.
Fig. 3 に,フタル酸についての結果を示す.一連の過程は
オキソニウムイオンによる水素結合により開始され,グリ
コキシド結合が切断すると,カルボカチオンは速やかに水
分子の攻撃を受けて,グリコール二分子に分解する.計算
された活性化エネルギーは実験結果をよく再現した.この
成果は《論文11》として出版された.
力として寄与するため,IRCとして知られる固有反応座標
とは異なる経路を辿ることが一般的である.
本研究では,系間交差を経る反応機構についての直観的
な解釈を与えることで,触媒設計や反応設計に役立つ化学
概念の構築に寄与することを目的としている.また,ポテ
ンシャル面上における系間交差点を効率的に決定するた
めの計算手法を開発する.これまでポルフィリンの励起状
態について,系間交差を経る熱緩和過程の研究に応用し
た.
2015年度のトピック: 今年度は,光合成反応中心に存在
するカロテノイド(図4)を取り上げ,分子損傷の原因と
なる三重項状態が一重項基底状態に緩和する経路につい
てについて研究した《論文10》.C-C結合の回転を反応座標
にとり,DFTを用いてポテンシャル面を計算したところ,
三重項状態と一重項状態は二面角77°付近で交差した.次
に交差シーム上のエネルギー極小点(MEISC点)を計算し
たところ,二面角が58°付近でMEISC点が見出された.よ
り小さい捻じれ角において交差が起きる原因を明らかに
するために,変化が大きい反応座標である共役炭素鎖の結
合長交替を詳細に調べた.その結果,MEISC点では一重項
状態のエネルギーが不安定になる結合長パターンに構造
変化するため,二つのスピン状態間のエネルギー差が効果
的に小さくなることが明らかになった.
Fig. 4 Triplet-energy relaxation pathway of the carotenoid in
the bacterial photosynthetic reaction center.
Fig. 3 Reactant, transition, product states for hydrolysis of
cellobiose by phthalic acid.
4.系間交差を経る化学反応のポテンシャル面
開殻電子系を示すことが多い6-9族の遷移金属では,複
数のスピン状態が近接したエネルギー領域に存在するこ
とが知られている.これらの遷移金属が触媒する化学反応
においては,最安定なスピン状態が反応の前後で,異なる
ため,反応過程において系間交差を経ると考えられる.ま
た,ポテンシャルエネルギー面の形状がスピン状態によっ
て異なるため,より反応性の高いスピン状態を選択して反
応が進行することも考えられている.このような系間交差
を経る反応過程では,スピン状態間のエネルギー差が駆動
36
5.密度行列繰込み群の汎用量子化学計算パッケージへの
実装
密度行列繰込み群(DMRG)は,多体相関問題の取り扱いに
優れ,物性物理分野を中心に広く用いられている.近年,
分子系への応用も行われるようになってきており,FeSク
ラスターやMnOクラスターなどの複雑分子系の理論計算に
おいて,その実用性が報告されている.本研究では,DMRG
法に基づいて,電子相関が強くこれまで計算が困難であっ
た3d遷移金属錯体の計算解析へ応用可能な新規計算手法
の開発を行い,その基底・励起状態の物性や反応の計算解
析を行っている.
2015年度のトピック: 実際のDMRG計算では,考慮する分
子軌道を1次元的な格子モデルへ並び替える必要がある
が,この順序に計算精度が大きく依存するため,計算に任
意性があった.本研究では,遺伝アルゴリズムを利用する
ことで分子軌道の並び替え操作を自動化することに成功
した(図5).またPrinceton大学のChanグループと共同して,
さまざまな分子種について計算条件を精査することで,
DMRG計算を効率的かつ精度良く行うための指針を提案し
た《論文3》.
年報2015・研究室編●
現在,提案した計算条件に基づいてDMRG法の計算プログ
ラムを汎用量子化学計算パッケージMOLCASに実装し,実際
の応用計算に取り組んでいる.
京都大学福井謙一記念研究センター榊茂好シニアリサー
チフェロー「遷移金属複合系の電子状態制御と構造,物性,
反応の理論的研究」/名古屋大学理学研究科物質理学専攻
( 化 学 系 ) S. Irle 教 授 「 TD-DFT study on Bodwell’s
teropyrenophane derivatives: A joint collaboration with
DMRG」/東北大学学際フロンティア研究所下西隆助教「星
間氷への原子の吸着エネルギーの系統的予測と化学進化
に与える影響の調査」
■2015年度の研究業績
Fig. 5 Orbital ordering obtained from genetic algorithm and
energy convergence by M in different choice of orbitals.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
岡山大学自然科学研究科化学生命工学専攻依馬正教授「二
酸化炭素とエポキシドの反応:二官能性ポルフィリン触媒
と四級アンモニウム塩触媒の機能解析」/岡山大学自然科
学研究科化学生命工学専攻菅誠治教授「蛍光ソルバトクロ
ミック分子の励起状態」/京都大学工学研究科合成・生物
化学専攻松田建児教授「π電子系有機分子ワイヤにおける
有効交換積分の評価と導電性に関する理論的研究」
「円二
色性スペクトルの起源に関する理論的解析手法の開発と
応用」/大阪大学工学研究科応用化学専攻林高志教授「ポ
ルフィセン化合物の構造修飾によるQ帯の光吸収制御に関
する理論解析と分子設計」/北海道大学触媒科学研究所福
岡淳教授「セルロースの加水分解機構に関する理論的研
究」/北海道大学触媒科学研究所朝倉清髙教授「タングス
テン酸化物の励起状態に関する理論的研究」/ニコラスコ
ペルニクス大学物理学科Wieslow Nowak教授「ヒト錐体視
物質の励起状態における環境効果に関する理論的研究」/
東北大学工学研究科応用化学専攻田村正純助教・北海道大
学触媒科学研究所清水研一教授「酸化セリウム触媒での基
質特異性発現メカニズムの解明」/分子科学研究所石村和
也博士研究員「励起状態における分子間相互作用の解析手
法の開発」/北海道大学理学研究院化学部門武次徹也教授
「励起状態ダイナミクスと振動分光の第一原理シミュレ
ーション」/インド工科大学カーンプル校化学科Nisanth N.
Nair准教 授 「First principle simulations for heterogeneous
catalytic reations」/産業技術総合研究所ナノシステム研究
部門中村恒夫主任研究員「酸化物の酸素欠陥濃度と電気伝
導度の相関に関する理論的研究」/マックスボルン研究所
Andrea Lübcke 研 究 員 「 Time-resolved photoelectron
spectroscopy of thymine in aqueous solution」/ヘルシンキ大
学化学科Leonid Khriachtchev上席研究員「Matrix site effects
on vibrational frequencies of noble-gas compounds」/弘前大学
理工学研究科山崎祥平助教「DNA塩基の無輻射失活過程に
関する研究」/徳島大学ヘルスバイオサイエンス研究部(薬
学系)難波康祐教授「新規蛍光プローブ分子トリアザペン
タレンの発光メカニズム解明と天然物パラウアミン全合
成におけるキレーション遷移状態の解明」/九州大学先導
物質化学研究所永島英夫教授・砂田祐輔助教「遷移金属触
媒を用いるヒドロシリル化における,2つのSi-H基の近接
効果の理論的・実験的研究」/プリンストン大学化学科G.
K.-L. Chan 教 授 「 General Tensor Software Elements for
Quantum Chemistry, Tensor Network Theories, and Beyond」/
●年報2015・研究室編
原著論文(*:審査つき)
(1) Namba, K.; Osawa, A.; Nakayama, A.; Mera, A.; Tano, F.;
Chuman, Y.; Sakuda, E.; Taketsugu, T.; Sakaguchi, K.;
Kitamura, N.; Tanino, K. Synthesis of yellow and red
fluorescent 1,3a,6a-triazapentalenes and the theoretical
investigation of their optical properties. Chem. Sci. 2015, 6,
1083-1093.*
(2) Zhu, C.; Niimi, K.; Taketsugu, T.; Tsuge, M.; Nakayama,
A.; Khriachtchev, L. HXel and HXeH in Ar, Kr, and Xe
matrices: Experiment and simulation. J. Chem. Phys. 2015,
142, 054305.*
(3) Olivares-Amaya, R.; Hu, W.; Nakatani, N.; Sharma, S.;
Yang, J.; Chan, G. K.-L. The ab-initio density matrix
renormalization group in practice. J. Chem. Phys. 2015, 142,
034102.*
(4) Buchner, F.; Nakayama, A.; Yamazaki, S.; Ritze, H.-H.;
Lubcke, A. Excited-state relaxation of hydrated thymine and
thymidine measured by liquid-jet photoelectron spectroscopy:
Experiment and simulation. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137,
2931-2938.*
(5) Niimi, K.; Taketsugu, T.; Nakayama, A. Matrix site effects
on vibrational frequencies of HXeCCH, HXeBr, and HXeI: A
hybrid quantum-classical simulation. Phys. Chem. Chem.
Phys. 2015, 17, 7872-7880.*
(6) Ema, T.; Fukuhara, K.; Sakai, T.; Ohbo, M.; Bai, F.-Q.;
Hasegawa, J. Quatemary ammonium hydroxide as a
metal-free and halogen-free catalyst for the synthesis of
cyclic carbonates from epoxides and carbon dioxide. Catal.
Sci. Technol. 2015, 5, 2314-2321.*
(7) Nishizawa, S.; Hasegawa, J.; Matsuda, K. Theoretical
investigation on the decaying behavior of exchange
interaction in quinoid and aromatic molecular wires. J. Phys.
Chem. C 2015, 119, 5117-5121.*
(8) Oohora, K.; Ogawa, A.; Fukuda, T.; Hasegawa, J.;
Hayashi, T. Meso-dibenzoporphycene has a large
bathochromic shift and a porphycene framework with an
anomalous cis tautomeric form. Angew. Chem. Int. Ed. 2015,
54, 6227-6230.*
(9) Nishizawa, S.; Hasegawa, J.-y.; Matsuda, K.
Computational investigation into photoswitching efficiency
of diarylethene derivatives: An insight based on decay
constant of electron tunneling. J. Phys. Chem. C 2015, 119,
20169-20178.*
(10) Arulmozhiraja, S.; Nakatani, N.; Nakayama, A.;
Hasegawa J. Energy dissipative photo-protective mechanism
of carotenoid spheroidene from the photoreaction center of
purple bacteria Rhodobacter sphaeroides. Phys. Chem. Chem.
Phys. 2015, 17, 23468-23480.*
(11) Kobayashi, H.; Yabushita, M.; Hasegawa, J.; Fukuoka, A.
Synergy of vicinal oxygenated groups of catalysts for
hydrolysis of cellulosic molecules. J. Phys. Chem. C 2015,
119, 20993-20999.*
(12) Namba, K.; Takeuchi, K.; Kaihara, Y.; Oda, M.;
Nakayama, A.; Nakayama, A.; Yoshida, M.; Tanino, K. Total
synthesis of palau’amine. Nature Comm. 2015, 6, 8731.*
37
(13) Arulmozhiraja, S.; Coote, M. L.; Hasegawa, J. Electronic
spectra of azaindole and its excited state mixing: A
symmetry-adapted cluster configuration interaction study. J.
Chem. Phys. 2015, 143, 204304.*
(14) Nakatani, N.; Hasegawa, J.; Sunada, Y.; Nagashima, H.
Platinum-catalyzed reduction of amides with hydrosilanes
bearing dual Si-H groups: A theoretical study of the reaction
mechanism. Dalton Trans. 2015, 44, 19344-19356.*
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Yanai K.; Hasegawa, J.: "Quantum mechanical molecular
interactions for calculating excitation energy in
environments: A first-order interacting space approach" 31st
Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics, Hokkaido
Univeristy, Japan (2015/6/3-5). [Poster]
(2) Nakatani, N.; Sunada, Y.; Nagashima, H.; Hasegawa, J.:
"Theoretical study on the platinum-catalyzed reduction of
carboxyamides with hydrosilanes: Effects of dual Si-H
groups" 31st Symposium on Chemical Kinetics and
Dynamics, Hokkaido University, Japan (2015/6/3-5). [Poster]
(3) Nakayama, A.: "Excited-state relaxation dynamics of
pyrimidine bases” The 15th ICQC satellite meeting, "Recent
Advances in Quantum Dynamics and Thermodynamics of
Complex Systems" Peking University, Beijing, China
(2015/6/4-7). [Invited talk]
(4) Hasegawa, J.; Yanai, K.; Ishimura, K.: "Excited states and
molecular interactions in proteins and solutions" The 15th
International Congress of Quantum Chemistry, Tsinghua
University, China (2015/6/7-13). [Poster]
(5) Hasegawa, J.: "Transition state of spin-state crossing
reactions" 19th International Annual Symposium on
Computational Science and Engineering (ANSCSE19), Ubon
Ratchathani University, Thailand (2015/6/17-19). [Plenary
lecture]
(6) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.:
"First-principles simulations of the switching mechanism in
tantalum oxide-based resistive memory devices" International
Workshop on Molecular Architectonics, Shiretoko Grand
Hotel "KitaKobushi", Shretoko, Japan (2015/8/3-6). [Poster]
(7) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.:
"First-principles simulations of the switching mechanism in
tantalum oxide-based resistive memory devices" Psi-k 2015
Conference, San Sebastian, Spain (2015/9/6-8). [Poster]
(8) Nakayama, A.: "Computational study of excited-state
relaxation dynamics of pyrimidine bases" The International
Conference on Theoretical and High-Performance
Computational Chemistry (ICT-HPCC15), Qingdao, China
(2015/9/26-29). [Invited talk]
(9) Nakayama, A.: "First-principles simulations of oxygen
vacancy transport at the metal/metal-oxide interface" First
International Symposium of Institute for Catalysis, Global
Collaboration in Catalysis Science toward Sustainable
Society, Sapporo, Japan (2015/10/13-15). [Oral]
(10) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.:
"First-principles simulations of the switching mechanism in
tantalum oxide-based resistive memory devices" First
International Symposium of Institute for Catalysis, Global
Collaboration in Catalysis Science toward Sustainable
Society, Sapporo, Japan (2015/10/13-15). [Poster]
(11) Hasegawa, J.: "Excited states and molecular interactions
in photofunctional proteins" Computational Approaches for
the Study of Chemical and Biological Systems, Centro de
Investigaciones Biologicas, CIB-CSIC, Madrid, Spain
(2015/11/23). [Invited talk]
(12) Hasegawa, J.: "Theoretical study of CO2 fixation by a
bifunctional porphyrin catalyst" ICIQ-FIFC Spain-Japan
Joint Symposium on Theoretical and Computational
38
Chemistry of Comple Systems, Institute of Chemical
Research of Catalonia, Spain (2015/11/25-27). [Invited talk]
(13) Nakatani, N.: "DMRG and Matrix Product States" Asian
Winter School in Quantum Chemistry, The Hong-Kong
University of Science and Technology, Hong-Kong, China
(2015/12/7-11). [Invited talk]
(14) Hasegawa J.: "CO2 fixation mechanism of bifunctional
porphyrin catalyst: A theoretical study" PACIFICHEM 2015,
Symposium #277, Interplay between Theory and Experiment
in Catalytic Reseach, Hawaii Convention Center, Honolulu,
HI (2015/12/15-20). [Invited talk]
(15) Nakayama, A.: "Vibrational spectroscopy of noble-gas
compounds
in
matrix
environments:
A
hybrid
quantum-classical
simulation"
PACIFICHEM
2015,
Symposium #199, Recent Progress in Matrix Isolation
Species, Hawaii Convention Center, Honolulu, HI
(2015/12/15-20). [Invited talk]
(16) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.:
"First-principles simulations of the switching mechanism in
tantalum
oxide-based
resistive
memory
devices"
PACIFICHEM 2015, Symposium #408, Single-molecule
function and measurements, Hawaii Convention Center,
Honolulu, HI (2015/12/15-20). [Poster]
(17) Nakatani, N.: "QC-DMRG algorithm on the tree tensor
network states" The 75th Okazaki Conference, Tensor
Network States: Algorithms and Applications (TNSAA),
Okazaki Conference Center, Okazaki, Japan (2016/1/11-14).
[Invited talk]
(18) 中山哲:
「第一原理シミュレーションによる抵抗変化
型メモリの動作機構の検討」,精密工学会超精密加工専
門委員会第69回研究会「固体表面・界面における分子デ
バイス開発の新展開」,ホテル新大阪コンファレンスセ
ンター,大阪市(2016/1/15).[招待講演]
(19) Yanai, K.; Ishimura, K.; Gordon, M. S.; Hasegawa, J.:
"On the electric effect in solvatochromism: Wave function
and effective fragment potential approaches" The Seventh
Asia-Pacific Conference of Theoretical and Computational
Chemistry, Kaohsiung, Taiwan (2016/1/25-28). [Poster]
(20) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.:
"First-principles simulations of oxygen vacancy transport at
the metal/metal-oxide interface" The 5th International
Conference on MEXT Project of Integrated Research on
Chemical Synthesis “Chemical Science for Future Societies”,
Nagoya University, Japan (2016/1/29-30). [Poster]
(21) Miyazaki, R.; Nakatani, N.; Yokoya, T.; Nakajima, K.;
Fukuoka, A.; Hasegawa, J.: "Mechanism of ethylene
oxidation by Pt catalyst supported on mesoporous silica: A
theoretical study" The 5th International Conference on MEXT
Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
"Chemical Science for Future Societies", Nagoya University,
Japan (2016/1/29-30). [Poster]
(22) Hasegawa, J.: "Theoretical study of excited states of
photosynthetic reaction center: Photoabsorption, electron
transfer, and photoprotection" The 2016 Pure and Applied
Chemistry International Conference (PACCON 2016),
Bangkok, Thailand (2016/2/9-12). [Invited talk]
(23) Miyazaki, R.; Nakatani, N.; Yokoya, T.; Nakajima, K.;
Fukuoka, A.; Hasegawa, J.: "Mechanism of ethylene
oxidation by Pt catalyst supported on mesoporous silica: A
theoretical study" The 4th Frontier Chemistry Center
International Symposium – Future Dreams in Chemical
Science and Technology: Bridges to Global Innovations –,
Hokkaido University, Japan (2016/2/23-24). [Poster]
年報2015・研究室編●
(24) 中谷直輝:
「量子化学における多体相関問題と密度行
列繰込み群」,トポロジカル物性と計算物質科学が創出
する新物質科学に関する研究会,東京大学物性研究所,
千葉県柏市(2016/3/8).[招待講演]
(25) Nakayama, A.: "First-principle simulations of oxygen
vacancy transport at the metal/metal-oxide interface"
ICCMSE 2016 (Computational Chemistry), Athens, Greece
(2016/3/17-20). [Invited talk]
●年報2015・研究室編
受賞
(1) 第18回理論化学討論会優秀ポスター賞:屋内一馬・長
谷川淳也「凝縮系における分子の励起状態と分子間相互
作用の理論的解析」(2015/5/22)
(2) 化学系学協会北海道支部2016年冬季研究発表会優秀
講演賞(口頭部門):宮崎玲・中谷直輝・横谷卓郎・中
島清隆・福岡淳・長谷川淳也「メソポーラスシリカ白金
触媒によるエチレンの酸化メカニズムに関する理論的
研究」(2016/1/20)
.
39
表面分子科学研究部門/Surface Molecular
Science Research Division
■2015年度の構成員
〈特任教授〉大澤雅俊・〈准教授〉Shen YE・〈助教〉本林
健太[~2015/09/30]
・
〈博士研究員〉Can LIU・Lin QIAO
〈学術研究員〉Qiling PENG/Yingyng ZHOU〈環境科学院/
大学院博士課程〉Qiling PENG/矢口桃・
〈環境科学院/大学
院修士課程〉内田権一/Yu QIAO/Yimin LIANG/Yingying
ZHOU・〈技術補助員〉Yimin LIANG[2015/10/15~]
図 2. ATR 配置 SEIRAS による電極表面反応のその場測定
1.燃料電池の基礎となる電極触媒反応過程の検討
メタノール等の有機分子を燃料とする燃料電池の開発
が急務とされているが,これら分子がCO2に酸化される機
構が明らかでないことが触媒開発の障害となっている.Pt
電極表面では,これら分子がフォルメート吸着種を経て酸
化されることをSEIRASを用いて初めて明らかにした(図
3).より深く理解するため,Auなど活性の低い電極触媒表
面での反応機構を検討している.
■2015年度のうごき
2015年10月本林健太助教が名古屋工業大学に異動.
2015年4月Lin QIAOが博士研究員に就任.2016年3月内田
権一とYu QIAOが修士課程を卒業.
■研究課題
電極界面(固液界面)をはじめとする種々の界面の構造
と,そこでの反応を分子レベルで解析し,応用の基礎を確
立することを目的に研究を展開している.そのための研究
手段として,表面増強赤外吸収分光(SEIRAS)と和周波発
生(SFG)分光という界面選択的で高感度な振動分光法を
中心とし,原子間力顕微鏡(AFM)
,電気化学的手法などを
複合化して用いている(図1).
図3.Pt電極表面でのギ酸/フォルメート酸化反応機構
2015年度のトピック: ギ酸の電気化学的酸化は活性中間
体または被毒種経由のdual pathwayで進行するが,活性中
間体は未知であり,その解明はより高効率な電極触媒設計
に大きな貢献が期待される.金,白金,パラジウム電極に
おけるギ酸酸化反応のpH依存性,特にブリッジ型吸着フォ
ルメートと電流密度の相関性について電気化学的測定と
ATR-SEIRASを用いて検討することで,支持電解質由来のリ
ン酸陰イオン吸着挙動・反応機構・金属ごとの活性相違に
関して新しい知見の獲得に成功した.《論文執筆中/受賞
1》.
2.電極界面の構造と界面における水和イオンの挙動
電極固液界面において,表面から数層の溶媒分ならびに
イオンは電気二重層を形成し,強い静電場と表面・溶媒分
子間相互作用による束縛力に,熱運動による揺らぎを受け
ながら,特有の構造を形成している.この溶媒分子・イオ
ンの配向変化は電極電位に変化をもたらし,マーカス理論
図 1.電極界面における主な研究課題
SEIRASは,金属表面に吸着した分子の赤外吸収が異常に
増大される現象を利用する表面赤外分光法で,内部反射
(ATR)配置(図2)を用いることにより,電解液の妨害を受
けることなく,反応を時間分割で追跡することができる.
ピコ秒までの時間分解を実現している.表面増強ラマン散
乱に似ているが,Ptなどの触媒活性の高い金属にも適用で
きる利点があり,電極触媒反応の研究に適している.
40
図4.負に帯電した電極界面における陽イオンの水和殻
の崩壊ダイナミクス
年報2015・研究室編●
における溶媒再配向エネルギーとともに電子移動速度と
溶液・表面間の物質輸送速度に影響を与える.このことは,
一般の化学反応にも共通しており,反応分子の水和殻の崩
壊によって開始されるが,界面とバルク溶液の区別が難し
いために,実験的証明は乏しい.そこで,電極界面の強い
電場を利用し,陽イオンを電極表面に押し付け,界面選択
性の高いSEIRASを用いて水和殻の崩壊ダイナミクスを検
討している(図4).
3.固液界面における生体分子の構造と挙動
3.1 バイオ分子の電極表面への固定化:
生態系の反応の多くは酸化還元を伴うため,電気化学は
その基礎研究として有効である.また,SEIRASを組み合わ
せることによって,多様な構造情報が得られる.ただし,
試料分子を直接電極表面に固定化すると不活性化が起こ
ることが多いこと,また,活性中心が電極表面から遠いた
めに,電気化学的に不活性な場合が多いことなどの問題が
ある.本研究では,Au電極表面を自己組織化単分子(SAM)
で修飾することによって,この問題を解決し,呼吸複合体
の酸化的リン酸酸化の入り口酵素であるNADHデヒドロゲ
ナーゼ複合体I(E. coli Complex I)の反応を検討した(図
5).
4.SFG分光による有機超薄膜ならびに界面の構造解析
SFG分光には対称中心存在する部分ではSFG信号が発生
しないという選択性があり,界面での分子構造の計測に適
している.この特性を利用して,脂質二分子膜等の物性評
価ならびに反応解析を行っている.図7は,SFGを用いて極
低濃度オゾンによる脂質膜への影響を検討した例である.
これまでに低濃度のオゾンによる影響は殆ど調べられて
いなかった.我々は大気レベルと同程度である極低濃度の
オゾンの環境(約20ppb)による疑似細胞膜の構造変化と機
能性発現への影響についてSFGとAFMなどの測定により分
子レベルで調べた.その結果,膜内にある飽和脂質分子(例
えば,DPPC)は全く影響受けないのに対して,不飽和結合
をもつ脂質分子(例えば,DOPCやPOPC)はオゾンによって選
択的に酸化されることが観測された.一方,飽和脂質分子
との混合単分子膜において,不飽和脂質分子の酸化分解反
応が一部抑制されることも確認されている.
図7. 低濃度のオゾンによって,分子の不飽和結合が容易に
酸化される.
図 5.
NADH デヒドロゲナーゼ複合体 Au 電極表面に固定し,
その反応を SEIRAS と電気化学を利用して検討.
3.2.電位による脂質二分子膜の構造変化と水の挙動解析:
生体膜のモデルとして,電極界面における脂質二分子膜
の電位による構造変化が,電気化学的手法,中性子線回折
などで調べられている.今回新たに,SEIRASを用いて,膜
構造の変化と,膜内の水の挙動を明らかにした(図6).
2015年度のトピック: 極低濃度のオゾンの環境におい
て,異なる末端官能基をもつ不飽和リン脂質分子
(POPG,POPS,POPAなど)の挙動について調べていた.これ
までに開発した計測システムを改良し,気液界面における
測定がより安定に実現されるようになった.末端官能基に
より,オゾンに曝露に対する安定性が大きく変化すること
を見出しており,その反応機構と反応速度論について詳し
く解析している.《論文6/論文執筆中/講演4-6》.
5.イオン液体/電極界面の構造と電位応答特性
イオン液体は,その優れた物理特性から新奇電解質材料
として期待されているが,電極との界面における構造や電
位変化に対する応答など基礎的な性質が未だ不明であっ
た.電極電位制御下でSEIRAS測定を行った結果,電位走査
方向によって界面の構造が異なる,いわゆる履歴効果が観
測された.界面に形成される多重イオン層状構造の安定性
がその原因と考えられる.イオン液体/電極界面の履歴効
果は一般によく知られてはおらず,応用に際して注意を要
する重要な問題提起を行うことができた.また,界面の構
造,及び履歴効果を含む電位応答挙動に対する構成イオン
の立体障害の影響についても詳しく調べた.電極近傍での
物質輸送の効率を構成イオン種の選択によって制御でき
る可能性を見出した(図8).
図 6.Au 電極上に形成したコレステロールを含む DMPC
二分子膜の,電位による構造変化.
●年報2015・研究室編
2015年度のトピック: イオン液体中の水分子の電極界面
付近における振舞いの直接観測により,電極電位に応じて
界面の局所的な水分濃度が変化することを見出し,応用上
注意すべき問題として提起した.また,溶存するLiイオン
によってイオン液体の電気化学的な分解が阻害されるメ
カニズムの一端を,SEIRASと電気化学を用いることで解明
した.《論文12/論文執筆中/講演2,3》
41
①
Band intensity / arb. unit
④
②
③
①
②
Ibutyl (x 5)
Iring (x 10)
④
①
③
③
ISO
② ICF
-2.0
-1.0
E vs
0
Fc/Fc+
1.0
④
/V
図 8. イオン液体[BMIM][TFSA]と金電極との界面における
SEIRAS 信号強度の電位依存性と構造変化の模式図.低電位で
はカチオンが(①),高電位ではアニオンが(③)界面第 1 層を
覆っているが,イオンが入替る電位は電位の走査方向によっ
て異なる(②,④).
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
旭川工業高等専門学校物質化学工学科兵野篤助教「分光電
気化学的手法によるソフト界面におけるイオン液体構成
イオンの挙動の解明」/Masattusettu Institute of Technology,
Prof. Yogesh Surendranath, "In Situ Spectroscopy of Carbon
Dioxide to Fuels Catalysis" /東北大学大学院理学研究科森
田明弘教授「実験と理論計算の協力による液体界面の非線
形分光の解析」/広島大学大学院工学研究科定金正洋准教
授「赤外反射吸収分光法によるルテニウム置換ヘテロポリ
タングステート触媒の酸化還元挙動解析」/工学院大学先
進工学部応用化学科吉田直哉准教授「和周波発生分光法に
よる撥水性固体-水界面の解析」
■2015年度の研究業績
原著論文(すべて審査つき)
(1) Qiao, Y.; Ye, S. In-situ Study of Oxygen Reduction in
DMSO Solution: A Fundamental Study for Development of
Lithium-oxygen Battery. J. Phys. Chem. C 2015, 119,
12236-12250.
(2) Zhang, H.; Sasaki, Y.; Abe, M.; Zhang, Y.; Ye, S.; Osawa,
M. Preparation, Spectroscopy, and Electrochemistry of
Cyano-bridged
Bis(oxo-centered-hexa
(-acetato)-triruthenium) Complexes. J. Organomet. Chem. 2015, 797,
29-36.
(3) Tong, Y.; Peng, Q.; Ma, T.; Nishida, T.; Ye, S.
Photocatalytic Oxidation of the Organic Monolayers on TiO2
Surface Investigated by in-situ Sum Frequency Generation
(SFG) Spectroscopy. APL Materials 2015, 3, 104402.
(4) Ge, A.; Peng, Q.; Qiao, L.; Yepuri, N.; Darwish, T.;
Matsusaki, M.; Akashi, M.; Ye, S. Molecular Orientation of
Organic Thin Films on Dielectric Solid Substrates: A
Phase-sensitive Vibrational SFG Study. Phys. Chem. Chem.
Phys. 2015, 17, 18072-18078.
(5) Ge, A.; Seo, J.; Qiao, L; Yui, N.; Ye, S. Structural
Reorganization and Fibrinogen Adsorption Behaviors on the
Polyrotaxane Surfaces Investigated by Sum Frequency
Generation (SFG) Spectroscopy. ACS Appl. Mater. Interfaces
2015, 7, 22709-22718.
42
(6) Qiao, L.; Ge, A.; Liang, Y.; Ye, S. Oxidative Degradation
of the Monolayer of 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn-Glycero3-Phosphocholine (POPC) in Low-level Ozone. J. Phys.
Chem. B 2015, 119, 14188-14199.
(7) Wu, H.; Tong, Y.; Li, N.; Peng, Q.; Ye, S. Phase Transition
Behaviors of the Supported DPPC Bilayer Investigated by
Sum Frequency Generation (SFG) and Atomic Force
Microscopy (AFM). (Selected as an Inside Front Cover).
Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 1411-1421.
(8) Qiao, Y.; Ye, S. Spectroscopic Investigation for Oxygen
Reduction and Evolution Reactions with TTF as a Redox
Mediator in Li-O2 Battery. J. Phys. Chem. C 2016, 120,
15830-15845.
(9) Qiao, Y.; Ye, S. Spectroscopic Investigation for Oxygen
Reduction and Evolution Reactions on Carbon Electrodes in
Li-O2 Battery. J. Phys. Chem. C 2016, 120, 8033-8047.
(10) Motobayashi, K.; Kim, Y.; Ohara, M.; Ueba, H.; Kawai,
M. The Role of Thermal Excitation in the TunnelingElectron-Induced Reaction: Dissociation of Dimethyl
Disulfide on Cu(111). Surf. Sci. 2016, 643, 18-22.
(11) Kim, H.-W.; Takemoto, S.; Minamitani, E.; Okada, T.;
Takami, T.; Motobayashi, K.; Trenary, M.; Kawai, M.;
Kobayashi, N.; Kim, Y. Confinement of the Pt(111) Surface
State in Graphene Nanoislands. J. Phys. Chem. C 2016, 120,
345-349.
(12) Motobayashi, K.; Osawa, M. Potential-dependent
Condensation of Water at the Interface between Ionic Liquid
[BMIM][TFSA] and an Au Electrode. Electrochem.
Commun. 2016, 65, 14-17.
総説/解説/報告
(1) 本林健太,西直哉,作花哲夫,大澤雅俊,電極との界
面におけるイオン液体の構造とその電位応答:表面増強
赤外分光法による研究,溶融塩および高温化学,58,
55-62(2015).
(2) 本林健太,電極表面上のイオン液体の挙動が見えた,
月刊化学,71,63-64(2016).
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) 大澤雅俊:「表面増強赤外分光法」,Bruker Optics 2015
赤外・ラマン技術セミナー,東京コンファレンスセンタ
ー,東京(2015/6/3),千里ライフサイエンスセンター,
大阪(2015/6/12)[依頼講演]
(2) Yamakata, A.; Motobayashi, K.; Osawa M.*: "Water and
Ions at the Electrochemical Interface Probed by
Surface-Enhanced Infrared Spectroscopy" 13th International
Fischer Symposium, Media Docks, Lübeck, Germany (July 8,
2015) [招待講演]
(3) Osawa, M.: "Surface-Enhanced Infrared Absorption
Spectroscopy: Shedding Light on The Electrochemical
Interface" 66th Annual Meeting of International Society of
Electrochemistry, Taipei International Convention Center,
Taipei, Taiwan (Oct. 5, 2015) [受賞講演]
(4) 大澤雅俊:「表面分光と電気化学と組み合わせると何
が面白いか?」,第61回ポーラログラフィーおよび電気
分析化学討論会,イーグレ姫路,姫路(2015/11/24)[特
別講演]
(5) 大澤雅俊:「表面増強赤外吸収分光―何に使える?」,
日本分析化学会高分子分析研究懇談会,明治大学紫紺
館,東京(2015/12/10)[依頼講演]
(6) 大澤雅俊:「表面増強赤外分光で見た固液界面」,表
面技術協会・腐食防食学会北海道支部講演会,北海道大
学,札幌(2015/12/11)[依頼講演]
(7) 大澤雅俊:「Spectroelectrochemistry:電極界面に『光』
をあてた50年」,電気化学会83回大会,大阪(2016/3/29)
年報2015・研究室編●
(8) 本林健太:「電極界面におけるイオン液体の構造とそ
の電位応答:表面増強赤外分光法による研究」,第187
回電気化学会溶融塩委員会,札幌(2015/6/25)[招待講
演]
(9) Motobayashi,K.: "Interfacial Structure of Ionic Liquids
near Metal Electrodes Affected by Potential and Additives:
What Can Be Learned from SEIRAS?" New Challenges of
the Surface-enhanced Infrared Spectroscopy (SEIRAS) at the
Electrode / Solution Interface, Sapporo, Japan (2016/3/17)
[招待講演]
(10) Ye, S.: "Nonlinear vibrational spectroscopy study on the
interface" New Challenges of the Surface-enhanced Infrared
Spectroscopy (SEIRAS) at the Electrode / Solution Interface,
Sapporo, Japan (2016/3/17) [招待講演]
(11) Ye, S.: "Structure and Stability of Unsaturated Lipid
Monolayer under Low‐level of Ozone" First International
Symposium of Institute for Catalysis − Global Collaboration
in Catalysis Science toward Sustainable Society, Sapporo,
Japan (2015/10/15) [招待講演]
(12) 叶深:「表面科学的アプローチによるバイオインタ
ーフェースの構造評価と機能性発現との関係研究」,
●年報2015・研究室編
2015年電気化学会秋季大会,深谷(2015/9/12)[依頼講
演]
(13) Ye, S.: "In Situ Study of Oxygen Electrochemical
Reduction for Development of Li-O2 Battery" Honorable
Speaker for the Inorganic Chemistry Lecture Series,
Changchun Institute of Applied Chemistry, Changchun,
China (2015/8/14). [招待講演]
(14) Ye, S.; Qiao, Y.; Liu, C.: "In Situ Study of Oxygen
Electrochemical Reduction for Development of Li-O2
Battery" 18th National Conference on Electrochemistry,
Harbin, China (2015/ 8/8). [Keynote]
受賞
(1) ISE 66th annual meeting Best Poster Prize:矢口桃,
「Electrocatalysis of Formic Acid Oxidation on Gold and
Platinum: Where Does the Crucial Activity Difference Come
From?」(2015/10/9)
43
物質変換研究部門/Catalytic
Transformation Research Division
■2015年度の構成員
〈教授〉福岡淳・
〈准教授〉中島清隆・
〈客員准教授〉原賢
二・〈助教〉小林広和・〈博士研究員〉Abhijit SHROTRI/
Minjune KIM[2016/01/18~]
・
〈学術研究員〉瀬川真由美・
〈総合化学院/大学院博士課程〉石戸信広/Shazia Sharmin
SATTER〈総合化学院/大学院修士課程〉横谷卓郎/鉄地河
原浩太/横山春香・
〈理学部/学部学生〉小笠原渉/中原真希
/堀江玲/江口紀子・
〈技術補佐員〉中屋洋子・
〈技術補助員〉
松本慶江子[2015/05/14~]/大西 啓子[2015/07/01~]
/横山春香[2015/09/01~]/横谷卓郎[2015/09/01~]
■2015年度のうごき
2015年4月から中島清隆博士が准教授として着任した.
2015年5月および6月に松本慶江子ならびに大西啓子が技
術補助員として加わった.さらに2015年6月および2016年1
月にAbu Bin Ihsan博士およびMinjune Kim博士が博士研究
員として加わった.2016年1月に学部学生(理学部)が2
名加わった.2016年3月に大西啓子が退職した.2015年3
月に大学院生1名が修士課程を修了した.
■研究課題
1.木質バイオマス加水分解水素化触媒系の開発
木質バイオマスの主成分であるセルロースは最も豊富
なバイオマスであり,さらに非可食であるため再生可能資
源として有効利用することが求められている.我々は,固
体触媒のみを用いてセルロースを加水分解水素化し,ソル
ビトールを合成することに成功している(図1).ソルビト
ールは既に実用化されているポリイソソルビドカーボネ
ートなどエンジニアリングプラスチックの原料となるた
め有用な化合物である.現在は反応の効率化および固体触
媒の作用解明を進めている.《講演2,11,14,20》.
図1 セルロースの加水分解水素化
44
2.ソルビトールのイソソルビドへの変換
エンジニアリングプラスチックのモノマーであるイソ
ソルビドは,硫酸触媒によりソルビトールを脱水して合成
されている(図2).我々は,硫酸に替わる固体触媒の開発
を進めている.
図2 ソルビトールの脱水反応
2015年度のトピック: H-betaがソルビトールの脱水に活
性を示すことを見出した.Si/Al比75のものが特に高活性
であり,触媒活性はSi/Al比に対して火山型の相関を示し
た.この結果は,脱水反応に活性な酸点と,脱水で生成し
た水の排除(疎水性)の両方が必要なことを示唆している.
また,速度論的検討や外表面修飾効果の検討により,主な
活性点は細孔内部の酸点であることを明らかにした.高活
性な均一系触媒である硫酸によるソルビトールから選択
的な1,4-ソルビタン生成機構の解明《論文1》や,DFT計算
によるbetaゼオライト細孔空間内における選択的なイソ
ソルビド生成メカニズムの解明に取り組んでいる《講演8,
22,29》.
3.木質バイオマスおよび海洋バイオマスの加水分解
セルロース・ヘミセルロースを含有する木質バイオマス
を加水分解して単糖を効率的に合成することは,次世代バ
イオリファイナリーの最重要課題である.我々は,従来の
均一系触媒に替わる固体触媒の開発を検討しており,カル
ボン酸などの弱酸点を持つ炭素材料が触媒となることを
見出している.機構研究に基づき,さらに高機能な触媒の
設計の設計を行い,セルロースだけでなく実際の木質バイ
オマスを効率的に加水分解できる触媒系を目指している.
2015年度のトピック: (1)カルボン酸およびフェノー
ル性水酸基を高密度固定したカーボン材料がセルロース
糖化に対して高活性であることを検証するため,様々な置
換基を結合した安息香酸誘導体をカーボン触媒の活性サ
イトモデルとして利用し,β-1,4-Glucanの加水分解特性を
検証した.2つのカルボン酸またはカルボン酸とフェノー
ル性水酸基が隣接位(オルト位)に結合しているサリチル
酸およびフタル酸が他の誘導体よりも高いターンオーバ
ー頻度(TOF)を示すことを発見した.これらの誘導体の
高い加水分解特性は,カルボン酸基による加水分解作用と
もう一つの親水性官能基(カルボン酸またはフェノール性
水酸基)のβ-1,4-Glucanに対する吸着作用が協奏的に作動
したことに起因している《論文5》.
(2)活性炭を過硫酸塩
と無溶媒下で混合することによってカーボン骨格が酸化
され,親水性のカルボニル基を高密度で導入することがで
きる.酸化処理後のカーボン触媒は,我々が開発した混合
ミル処理と希薄な塩酸添加を組み合わせる方法により,セ
ルロースの加水分解に高い触媒活性を示した《論文6, 講
演4》.
(3)ユーカリの粉末を空気によって300 ºCで酸化す
ると,弱酸性の官能基を多く持つ炭素が得られる.この炭
素をユーカリの粉末を混合粉砕処理し,弱酸性の水溶液中
で加熱撹拌すると,ユーカリの加水分解が進行してグルコ
ースが80 %,キシロースが90%の収率で得られた(図3).こ
の反応系では,100 gのユーカリから50 g以上の糖を作る
ことができる.反応後の炭素とユーカリ由来の固体残渣
(リグニンなど)は,同じ空気酸化処理により活性なカーボ
ン触媒へと変換することができた《論文10》.(1)(2)(3)
年報2015・研究室編●
の結果は合わせて発表を行っている《講演2,4,10,11,
14,15,19,22,24,27,29》.
図3 ユーカリを利用した循環型糖化プロセス
(5)カニやエビなど甲殻類の殻に含まれるキチンはN-アセ
チルグルコサミン(NAG)が多数繋がった高分子であり,そ
れ自身またはその誘導体は医薬品や機能性ポリマーの原
料になる.しかし,キチンからNAGを選択的に合成するた
めには,従来法では,環境負荷の高い大量の塩酸を触媒と
して用いるか,または酵素による長時間反応が必要とな
り,実際の用途は健康食品などに限られている.我々は,
キチンに少量の硫酸を含浸したのち,室温で遊星ボールミ
ル処理すると,NAGが数個つながった水溶性のオリゴ糖が
得られることを見出した(図4).ボールミルの機械的な力
がキチン分子の主鎖に対して張力として働き,選択的な分
解を促進したと推定している.この中間体をさらに熱水中
で分解するとNAGが,メタノール中で分解すると1-O-メチ
ル-N-アセチルグルコサミン(MeNAG)が,それぞれ高収率で
得られた.このプロセスでは,液体酸のみに頼る従来法に
比べて,酸の使用量を99.8%削減することが可能となった
《論文8》.
社長:二宮隆典)から発売される新型家庭用冷蔵庫(2015
年モデル)に搭載された.この触媒を冷蔵庫の野菜室に搭
載することにより,野菜類の鮮度保持効果の一層の向上が
確認されている.この実用化例を踏まえ,本年度はエチレ
ンの低温酸化に対するさらに踏み込んだ基礎検討を進め
た.メソ多孔体であるMCM-41, SBA-15,SBA-16に担持した
白金触媒は,0 ºCにおいて低濃度エチレン (50 ppm)をH2O
とCO2へ酸化分解することができる.白金触媒は酸化反応
によって生成する水分子により被毒されて活性が低下す
るが,加熱処理によって吸着水を除去すると活性が完全に
回復した.シリカ担持白金触媒は一般的に触媒毒と考えら
れているCOも100 ppm程度の低濃度条件下であれば0 ºCに
て完全酸化することができる.白金表面におけるエチレン
酸化の反応機構を解明するため,現在は気相流通実験によ
る反応速度解析を進めている《総説・解説3,講演3,9,
17,31,32,37》.メソポーラスシリカ担持白金触媒の実
用化に伴い,冷蔵庫内で生成する悪臭物質の分解に対して
も検討を開始した.具体的には,担持金属触媒を利用した
酸素雰囲気下におけるメチルメルカプトンの除去活性を
評価した.様々な金属種を検討したところ,メソポーラス
シリカを担体とした白金およびルテニウム触媒は,50 ppm
のメチルメルカプタンの除去に有効でああることを見出
した《講演36》.
図5 メソポーラスシリカ担持白金ナノ粒子によるエチレンの
低温酸化除去
5.アルカンを選択酸化できるシングルサイト触媒の開発
図4 機械的な力を利用したキチンの分解
4.メソポーラスシリカ担持Ptナノ粒子を利用した低温に
おけるエチレンの酸化的除去
我々の身の回りにある果物や野菜など様々な植物から
放出されるエチレンは,微量ではありながらも果物,野菜,
花の腐敗を進める作用をもつため,効率的な除去方法の開
発が求められている.特に,果物,野菜,花の鮮度を保っ
て保管や輸送を行う社会的な要請は大きく,室温や0 ℃な
どの低温下においてエチレンを除去できる技術の開発は
重要である.
我々は,メソポーラスシリカ上に担持した数nmの白金微
粒子が低温におけるエチレンの酸化除去において優れた
能力を有することを見出した(図5).本触媒は50 ppmの低
濃度エチレンを0 ℃においても完全に除去することが可
能である.現在はさらに高活性な触媒の開発および触媒の
構造解析を進めている.
2015年度のトピック: メソポーラスシリカ担持白金触媒
が,日立アプライアンス株式会社(本社:東京都,取締役
●年報2015・研究室編
図6 メソポーラスシリカ担持白金ナノ粒子によるエチレンの低
温酸化除去
メソポーラス有機シリカはシリカ壁内の有機基の結晶
状配列と均一メソ細孔の規則的な周期構造を併せもつ特
異な材料であり,固体表面に均一な構造の錯体触媒サイト
を孤立高分散に形成できる新しい固定化担体として注目
されている.我々は,ビピリジンを含有したメソポーラス
45
有機シリカ上にルテニウム錯体を形成させることで,ルテ
ニウムの均一な活性サイト構造を持つシングルサイト触
媒を開発した.本触媒を,これまでの固定化触媒では困難
であった不活性なアルカンの選択酸化反応に適用したと
ころ,アダマンタンおよびcis-デカリンの3級C-H結合を位
置選択的に酸化することができた(図6).均一錯体触媒は
活性サイト同士の相互作用による分解が起こり,さらに触
媒の分離回収には多大なエネルギー消費を伴う単離操作
が必須だが,本触媒は単純な濾過によって触媒と生成物を
分離することができ,さらに回収した触媒はこれらアルカ
ンの酸化反応に対して活性および選択性を維持したまま
繰り返し使用が可能であった.この高い再使用性は,メソ
ポーラス有機シリカ表面に孤立高分散に固定した触媒活
性サイト同士の相互作用を抑制できたためと考えられる
《論文7,講演5-7,18,28,34,38》.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
米国カリフォルニア大学バークレー校Alexander Katz准教
授「ゼオライト鋳型炭素へのセルロースオリゴマーの吸
着」/東北大学京谷隆教授,西原洋知准教授「構造規定さ
れた炭素による結晶セルロースの分解」/東京工業大学難
波江裕太助教「ポリマー触媒によるセルロースの加水分
解」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Yabushita, M.; Kobayashi, H.; Shrotri, A.; Hara, K.; Ito, S.;
A. Fukuoka. Sulfuric Acid-Catalyzed Dehydration of
Sorbitol: Mechanistic Study on Preferential Formation of
1,4-Sorbitan. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2015, 88, 996-1002.*
(2) Hara, M.; Nakajima, K.; Kamata, K. Recent Progress in the
Development of Solid Catalysts for Biomass Conversion into
High Value-added Chemicals. Sci. Technol. Adv. Mater. 2015,
16, 034903 (22 pages).*
(3) Fukuhara, K.; Nakajima, K.; Kitano, M.; Hayashi, S.;
Hara, M. Transesterification of Triolein over Hydrophobic
Microporous Carbon with SO3H Groups. ChemCatChem
2015, 7, 3945-3950.*
(4) Noma, R.; Nakajima, K.; Kamata, K.; Kitano, M.; Hayashi,
S.; Hara M. Formation of 5-(Hydroxymethyl)furfural by
Stepwise Dehydration over TiO2 with Water-Tolerant Lewis
Acid Sites. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 17117-17125.*
(5) Kobayashi, H.; Yabushita, M.; Hasegawa, J.; Fukuoka, A.
Synergy of Vicinal Oxygenated Groups of Catalysts for
Hydrolysis of Cellulosic Molecules. J. Phys. Chem. C 2015,
119, 20993-20999.*
(6) Chung, P.-W.; Yabushita, M.; To, A.T.; Bae, Y.J.;
Jankolovits, J.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Katz, A.
Long-Chain Glucan Adsorption and Depolymerization in
Zeolite-Templated Carbon Catalysts. ACS Catal. 2015, 5,
6422-6425.*
(7) Ishito, N.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.; Maegawa, Y.;
Inagaki, S.; Hara, K.; Fukuoka, A. Ruthenium-Immobilized
Periodic
Mesoporous
Organosilica:
Synthesis,
Characterization, and Catalytic Application for Selective
Oxidation of Alkanes. Chem. Eur. J. 2015, 21, 15564-15569.*
(8) Yabushita, M.; Kobayashi, H.; Kuroki, K.; Ito, S.;
Fukuoka, A. Catalytic Depolymerization of Chitin with
Retention of N-Acetyl Group. ChemSusChem 2015, 8,
3760-3763.*
(9) Komanoya, T.; Nakajima, K.; Kitano, M.; Hara, M.
Synergistic Catalysis by Lewis Acid and Base Sites on ZrO2
for Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV) Reduction. J. Phys.
Chem. C 2015, 119, 26540-26546.*
46
(10) Kobayashi, H.; Kaiki, H.; Shrotri, A.; Techikawara, K.;
Fukuoka, A. Hydrolysis of woody biomass by
biomass-derived reusable heterogeneous catalyst. Chem. Sci.
2016, 7, 692-696.*
(11) Sato, S.; Namba, K.; Hara, K.; Fukuoka, A.; Murakoshi,
K.; Uosaki, K.; Ikeda, K. Kinetic Behavior of Catalytic
Active Sites Connected with a Conducting Surface through
Various Electronic Coupling. J. Phys. Chem. C 2016, 120,
2159-2165.*
(12) Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.
Mechanochemical Synthesis of a Carboxylated Carbon
Catalyst and Its Application in Cellulose Hydrolysis.
ChemCatChem 2016, 8, 1059-1064.*
(13) Komanoya, T.; Suzuki, A.; Nakajima, K.; Kitano, M.;
Kamata, K.; Hara, M. A Combined Catalyst of Pt
Nanoparticles and TiO2 with Water-Tolerant Lewis Acid Sites
for One-Pot Conversion of Glycerol to Lactic Acid.
ChemCatChem 2016, 8, 1094-1099.*
(14) Ishito, N.; Hara, K.; Nakajima, K.; Fukuoka, A. Selective
synthesis of carbon monoxide via formates in reverse
water-gas shift reaction over alumina-supported gold catalyst.
J. Energy Chem. 2016, 25, 306-310.*
総説・解説
(1) 中島清隆,福岡淳,メソポーラスシリカ担持白金触媒
による低温エチレン分解,ゼオライト学会誌,32,
113-121(2015).*
(2) 中島清隆,固体ルイス酸による水中バイオマス変換-
植物から必須化学品原料の創生-,化学と工業,68,
951-952(2015).*
著書
(1) Hara, K.; Kobayashi, H.; Komanoya, Y.; Huang, S.-J.;
Pruski, M.; Fukuoka, A. Supported Metal Catalysts for Green
Reactions in Heterogeneous Catalysis for Today's
Challenges, Royal Society of Chemistry (2015), chapter 3,
pp. 61-76.
(2) Kobayashi, H.; Yabushita, M.; Fukuoka, A.
Depolymerization of Cellulosic Biomass Catalyzed by
Activated Carbons in Reaction Pathways and Mechanisms in
Thermocatalytic Biomass Conversion I, Springer-Verlag
Singapore (2015), chapter 2, pp. 15-26.
(3) 中島清隆・福岡淳,
『メソ多孔性酸塩基触媒』,「ナノ
空間ハンドブック~ナノ多孔性材料,ナノ層状物質等が
切り開く新たな応用展開~」
(分担執筆)株式会社エヌ・
ティー・エス,東京,第1章,第3節(2016).
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) 中島清隆:「固体酸化物の水中ルイス酸性質を利用し
た糖変換反応」
,第361回触媒化学研究センターコロキウ
ム,札幌市(2015/4/8)[依頼講演]
(2) Kobayashi, H.; Fukuoka, H.: "Catalytic conversion of
cellulose to chemicals" 15th ROC-Japan Joint Symposium on
Catalysis, Kaohsiung, Taiwan (2015/4/21) [Invited Lecture]
(3) Fukuoka, A.; Hara, K.; Yokota, T.: "Low-Temperature
Oxidation of Ethylene over Platinum Supported on
Mesoporous Silica" 24th North American Catalysis Society
Meeting, Pittsburgh, USA (2015/6/14-19) [Oral]
(4)
Shrotri,
A.;
Kobayashi,
H.;
Fukuoka,
A.:
"Mechanochemical Synthesis of Oxygenated Carbon Catalyst
for Efficient Cellulose Hydrolysis" 24th North American
Meeting of the Catalysis Society, Pittsburgh, USA
(2015/6/14-19) [Oral]
(5) Hara, K.; Ishito, N.; Maegawa, Y.; Inagaki, S.; Fukuoka,
A.: "Immobilization of Ru Complexes on Periodic
Mesoporous Organosilica and Catalytic Application in
年報2015・研究室編●
Selective Alkane Oxidation" 24th North American Meeting f
the Catalysis Society, Pittsburgh, USA (2015/6/14-19) [Oral]
(6) Hara, K.; Ishito, N.; Maegawa, Y.; Inagaki, S.; Fukuoka,
A.: "Ru-Immobilized Periodic Mesoporous Organosilica as
Selective Catalyst in Alkane Oxidation" International
Conference on Nanospace Materials 2015 (ICNM 2015),
Taipei, Taiwan (2015/6/23-25) [Oral]
(7) Ishito, N.; Hara, K.; Maegawa, Y.; Inagaki, S.; Fukuoka,
A.: "Immobilization of metal complexes on organic ligands in
periodic mesoporous organosilicas" International Symposium
on Zeolite and microporous Crystal 2015 (ZMPC 2015),
Sapporo, Japan (2015/6/28-7/2) [Poster]
(8) Yokoyama, H.; Feng, B.; Kobayashi, H.; Yabushita, M.;
Fukuoka, A.: "Dehydration of sorbitol to isosorbide over
zeolite catalysts" International Symposium on Zeolite and
microporous Crystal 2015 (ZMPC 2015), Sapporo, Japan
(2015/6/28-7/2) [Poster]
(9) Yokoya, T.; Hara, K.; Chao, M.-C.; Jiang, C.; Fukuoka, A.:
"Support and water vapor effects on oxidative removal of
ethylene over Pt nanoparticles on mesoporous silica"
International Symposium on Zeolite and microporous Crystal
2015 (ZMPC 2015), Sapporo, Japan (2015/6/28-7/2) [Poster]
(10) Fukuoka, A.: "A study on depolymerization of cellulosic
biomass by solid catalysts" 7th International Conference on
Green and Sustainable Chemistry and 4th JACI/GSC
Symposium, Tokyo (2015/7/8) [Award lecture]
(11) 福岡淳:「固体触媒によるセルロース系バイオマスの
化学変換」,太陽光を基盤とするグリーン/ライフイノ
ベーション創出技術研究拠点の形成,第5回公開発表会,
横浜市(2015/7/11)[特別講演]
(12) 中島清隆:「配位不飽和チタン種の水中ルイス酸性質
と糖変換反応への応用」,触媒学会北海道支部第55回オ
ーロラセミナー,沼田町(2015/7/26)[依頼講演]
(13) 中島清隆:「水中で機能する固体ルイス酸の開発と糖
変 換 反 応 へ の 応 用 」, 第 116 回 触 媒 討 論 会 , 津 市
(2015/9/17)[触媒学会奨励賞,受賞講演]
(14) 福岡淳:「固体触媒によるセルロース分解の研究」
,
第116回触媒討論会,津市(2015/9/17)[触媒学会賞学
術部門,受賞講演]
(15) Fukuoka, A.; Kobayashi, H.: "Hydrolysis of Woody
Biomass by Biomass-Derived Enzyme-Mimicking Carbon
Catalyst" 3rd International Congress on Catalysis for
Biorefinaries, Rio de Janeiro, Brazil (2015/9/27-30) [Oral]
(16) Nakajima, K.; "Lactic acid formation from
1,3-dihydroxyacetone in water over phosphate/TiO2 with
water-tolerant Lewis acid sites", 3rd International Congress on
Catalysis for Biorefinaries, Rio de Janeiro, Brazil
(2015/9/27-30) [Oral]
(17) Fukuoka, A.: "Refrigerator Catalyst: Low-temperature
Oxidation of Ethylene by Platinum Supported on Mesoporous
Silica", 1st International Symposium of Institute for Catalysis,
Sapporo (2015/10/13-15) [Invited lecture]
(18) Ishito, N.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.; Maegawa, Y.;
Inagaki, S.; Hara, K.; Fukuoka, A.: "Immobilization of Ru
complexes on bipyridine containing periodic mesoporous
organosilica and application for selective oxidation of
alkanes" 1st International Symposium of Institute for
Catalysis, Sapporo, Japan (2015/10/13-15) [Poster]
(19) Kobayashi, H.; Fukuoka, A.: "Catalytic conversion of
inedible biomass", 45th Petroleum-Petrochemical Symposium
of JPI (International Session), Nagoya (2015/11/5) [Invited
Lecture]
(20) 福岡淳:「多孔性固体触媒によるバイオマス変換と食
品 貯 蔵 」, 第 31 回 ゼ オ ラ イ ト 研 究 発 表 会 , 鳥 取 市
(2015/11/26)[特別講演]
●年報2015・研究室編
(21) 中島清隆:「水中で機能する固体ルイス酸の開発と糖
変換反応への応用」,平成27年度触媒学会・触媒工業協
会交流サロン,東京都,(2015/12/11)[依頼講演]
(22) Fukuoka, A. Kobayashi, H.: "Hydrolysis of woody
biomass by enzyme-mimicking carbon catalyst" The
International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
2015 (Pacifichem 2015), Honolulu, Hawaii, USA
(2015/12/15-20) [Invited Lecture]
(23) Fukuoka, A.; Kobayashi, H.; Yokoyama, H.:
"Dehydration of sorbitol to isosorbide by high-silica zeolite"
The international chemical congress of pacific basin societies
(Pacifichem), Honolulu-Hawaii, USA (2015/12/15-20) [Oral]
(24) Kobayashi, H.; Fukuoka, A.: "Hydrolysis of
lignocellulosic biomass by biomass-derived carbon catalyst"
The international chemical congress of pacific basin societies
(Pacifichem), Honolulu-Hawaii, USA (2015/12/15-20) [Oral]
(25) Yabushita, M.; Kobayashi, H.; Hasegawa, J.; Hara, K.;
Fukuoka, A.: "Adsorption and hydrolysis of cellulosic
molecules on activated carbon catalysts" The international
chemical congress of pacific basin societies (Pacifichem),
Honolulu-Hawaii, USA (2015/12/15-20) [Oral]
(26) Nakajima, K.; Hara, M.: "Lactic acid formation from
1,3-dihydroxyacetone (DHA) over phosphate/TiO2 with
water-tolerant Lewis acid sites" The international chemical
congress of pacific basin societies (Pacifichem),
Honolulu-Hawaii, USA (2015/12/15-20) [Oral]
(27) Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.: "Plug flow
continuous reactor system for rapid conversion of cellulose to
glucose using oxygened carbon catalyst", The international
chemical congress of pacific basin societies (Pacifichem),
Honolulu-Hawaii, USA, (2015/12/15-20) [Oral]
(28) Ishito, N.; Hara, K.; Maegawa, Y.; Inagaki, S.; Fukuoka,
A.: "Immobilization of Ru complexes on organic ligands in
periodic mesoporous organosilicas and catalytic application
to selective oxidation of alkane", The international chemical
congress of pacific basin societies (Pacifichem),
Honolulu-Hawaii, USA (2015/12/15-20) [Poster]
(29) Techikawara, K.; Kobayashi, H.; Kaiki, H.; Fukuoka, A.:
"Hydrolysis of woody biomass by air-oxidized carbon
catalyst" The international chemical congress of pacific basin
societies (Pacifichem), Honolulu-Hawaii, USA (2015/12/1520) [Poster]
(30) Yokoyama, H.; Feng, B.; Kobayashi, H.; Yabushita, M.;
Fukuoka, A.: "Dehydration of sorbitol to isosorbide over
H-beta zeolites" The international chemical congress of
pacific basin societies (Pacifichem), Honolulu-Hawaii, USA
(2015/12/15-20) [Poster]
(31) Yokoya, T.; Hara, K.; Ahmed, S.; Fukuoka, A.: "Low
temperature oxidation of ethylene over Pt nanoparticles in
mesoporous silica" The international chemical congress of
pacific basin societies (Pacifichem), Honolulu-Hawaii, USA
(2015/12/15-20) [Poster]
(32) 福岡淳:「メソポーラスシリカ担持白金触媒によるエ
チレン低温酸化と冷蔵庫触媒への応用」,日本化学会東
北支部講演会「ナノマテリアルの新展開」inナノマテリ
アルコロキウム,秋田市(2016/1/12)[依頼講演]
(33) 中島清隆:「水中機能固体ルイス酸によるバイオマス
変換」,平成27年度石油学会ジュニアソサイアティ北海
道・東北地区講演会,秋田市(2016/1/15)[依頼講演]
(34) Ishito, N.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.; Maegawa, Y.;
Inagaki, S.; Hara, K.; Fukuoka, A.: "Immobilization of Ru
complexes on bipyridine containing periodic mesoporous
organosilica and application for alkane oxidation" The 5th
International Conference on MEXT Project of Integrated
Research on Chemical Synthesis, Nagoya, Japan
(2016/1/29-30) [Poster]
47
(35) Ogasawara, S.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.: "Partial
oxidation of methane by zeolite-supported metal catalyst"
The 5th International Conference on MEXT Project of
Integrated Research on Chemical Synthesis, Nagoya, Japan
(2016/1/29-30) [Poster]
(36) Nakahara, M.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.: "Removal of
low concentration of malodorous compounds with silica
supported Pt catalysts", The 5th International Conference on
MEXT Project of Integrated Research on Chemical
Synthesis, Nagoya, Japan (2016/1/29-30) [Poster]
(37) 福岡淳:「北海道大学が開発した新プラチナ触媒」
,
触媒資源化協会第227回月例会,東京都(2016/2/4)[依
頼講演]
(38) Ishito, N.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.; Maegawa, Y.;
Inagaki, S.; Hara, K.; Fukuoka, A.: "Synthesis of
Ru-immobilized Periodic Mesoporous Organosilica and
application for selective oxidation of alkanes", The 4th
Frontier Chemistry Center International Symposium,
Sapporo, Japan (2016/2/23-24) [Poster]
48
受賞
(1) Poster Award, International Symposium on Zeolite and
microporous Crystal 2015 (ZMPC 2015): 横 山 春 香 ,
"Dehydration of Sorbitol to Isosorbide over Zeolite
Catalysts"
(2) GSC賞文部科学大臣賞,新化学技術推進協会:福岡淳,
「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」
(3) 優秀討論賞,触媒学会北海道支部第55回オーロラセミ
ナー:新田明央・横山春香・根岸里奈・小西亮太・抄雨
冉・中嶋祥太
(3) 最優秀ポスター賞,触媒学会北海道支部第55回オーロ
ラセミナー:横谷卓郎「Pt/mesoporous silica触媒によ
る低温エチレン酸化」
(4) Springer Theses Prize, Springer Science+Business Media:
藪下瑞帆,
「A Study on Catalytic Conversion of Non‐Food
Biomass into Chemicals: Fusion of Chemical Sciences and
Engineering」
(5) 平成27年度北海道大学研究総長賞・奨励賞:小林広和
年報2015・研究室編●
触媒材料研究部門/ Catalyst Material
Research Division
文4,7,9,11,総説1》
,(3)担持金属触媒によるカルボ
ン酸・カルボニル化合物の還元的変換《論文5,8》,(4)
排ガス浄化用触媒の設計指針《論文2》,
(5)材料科学研究
者との共同研究《論文6》.
■2015年度の構成員
〈教授〉清水研一・
〈客員教授〉上田渉・
〈助教〉鳥屋尾隆
[2015/12/01~]
・
〈博士研究員〉今健一[~2015/05/31]・
〈非常勤研究員〉今健一[2015/06/01~]
・〈総合化学院/
大学院博士課程〉後藤文倫/Md. Ayub ALI/Sondomoyee
Konika MOROMI〈総合化学院/大学院修士課程〉渡邊純
平 ・〈 外 国 人 研 究 員 〉 S.M.A. Hakim SIDDIKI/Chandan
Subhash CHAUDHARI ・〈 技 術 補 助 員 〉 Abeda Sultana
TOUCHY/小野寺渉/阿久津和代
■2015年度のうごき
2015年12月に鳥屋尾隆助教が着任した.総合化学院博士
課程の2名が博士号を取得し,修士課程の1名が修了した.
■研究課題
サステナブルな化学品合成および自動車排ガス浄化に
高性能を示す固体触媒の開発と設計指針の構築を主な研
究課題としている.理論化学,材料科学分野の学外共同研
究者との共同研究も行っている.本年度は,下記5種の研
究課題において論文にて成果を報告した.(1)不均一系
Lewis酸触媒による一段階有機合成《論文1,3,10》,(2)
担持金属触媒によるアルコールからの一段階有機合成《論
2015年度のトピック: 酸化ニオブ表面のLewis酸点によ
るカルボン酸類の転換反応に関する研究成果を以下に概
説する.
カルボン酸(及びジカルボン酸)やエステルとアミンか
らの触媒的アミド縮合は原子効率の高いアミド(環状イミ
ド)合成法であるが,幅広い基質に対して有効な固体触媒
の報告は極めて少ない.我々は様々な触媒をスクリーニン
グした結果,Nb2O5 が本反応に高い活性と一般性を示すこ
とを見出した.また,Nb2O5 はカルボン酸の活性化を鍵と
する他の反応(カルボン酸水素化)でも極めて高い助触媒
効果を示した.本研究では,上記触媒系の合成化学的有用
性を実証した後,共同研究グループ(分子研,江原教授)
との基礎研究の結果をもとに,Nb2O5 の Lewis 酸点の特徴
や反応における役割を考察した.
種々の酸化物や酸触媒を用いてドデカン酸とアニリン
によるアミド縮合反応を行ったところ(Table 1,式 1)
,
Nb2O5 が最も高いアミド収率を示した.Nb2O5 の表面 Lewis
酸点当たりの TON は本反応に高活性を示すとされる均一
系 Lewis 酸(ZrCl4)や耐水性 Lewis 酸(Sc(OTf)3)よりも 2
桁高い値であった.Nb2O5 は様々な官能基を有するカルボ
ン酸とアミンからのアミド合成に幅広く適用可能であっ
た.
同じ触媒群を用いて安息香酸メチルとアニリンによる
アミド合成のスクリーニングを行った(Table 1,式 2)
.
Nb2O5 は本反応に有効とされる均一系 Lewis 酸(La(OTf)3)
や他の固体触媒より高収率でアミドを与えた.本系はエス
テルのアミド化に高い一般性を示す初めての固体触媒系
である.
Nb2O5 はジカルボン酸とアミンからの環状イミドの直接
合成(Table 1,式 3)や,ジカルボン酸無水物とアミン
からの環状イミド合成(Table 1,式 4)にも最も高い活
性を示した.前者は様々な基質に対して本反応を温和な条
件で進行させる初めての触媒系である.後者の応用として,
無水フタル酸をヒドロキシルアミンやアンモニアと反応
させ,工業的に重要なフタルイミド類を直接合成すること
Table 1 Product yields (%) for the reactions (1)-(5).
O
n-C11H23
50 mg cat.
H 2N
OH
1 mmol
1 mmol
O
50 mg cat.
H 2N
O
1 mmol
1.5 mmol
OH2
1 mmol O
n-C8H17 NH2
1 mmol
50 mg cat.
2.5 mL hexane
reflux
O
50 mg cat.
H 3N
O
1 mmol
neat, 140 oC, 15 h
N
H
+ CH3OH
N
H
(2)
O
N n-C8H17
+ 2H2O
(3)
O
OH
+ H2
8 bar
●年報2015・研究室編
N
+ H2O
(4)
1 mol% Pt/MOx
neat, 180 oC, 4 h
n-dodecane
dodecanol
dodecyldodecanoate
+ nH2O
catalyst
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)a
niobic acid
74
22
67
22
35
Nb2O5
99
88
99
90
74
TiO2
51
40
61
59
33
SnO2
5
15
12
45
-
Ta2O5
6
5
9
42
-
-Al2O3
9
1
52
17
2
SiO2
13
1
8
16
0
CeO2
7
3
51
15
2
MgO
1
0
3
15
3
Amberlyst-15
4
0
11
31
-
Nafion-SiO2
30
1
4
46
-
ZrCl4
71
10
-
44
-
Sc(OTf)3
2
22
5
33
-
O
1 mmol
O
1 mmol
(1)
O
O
n-C11H23
+ H2O
O
neat
140 oC, 30 h
O
HO
O
2 mL toluene
n-C11H23
azeotropic reflux
30 h
(5)
a
Percentage of oxygen removed from the substrate.
49
Table 2 Adsorption energies in eV estimated by DFT.
θ-Al2O3 (100)
anatase TiO2 (101)
T-Nb2O5 (100)
adsorbate
Al(4 coord.)
Ti(5 coord.)
CH3COOH
-1.83
-1.85
-1.46
CH3NH2
-1.87
-1.51
-1.16
H2O
-1.56
-0.87
-0.64
Absorbance
1703cm-1
1697 cm
Nb(5 coord.)
0.05
SiO 2
-1
Al2O3
OH
C
O
-1
1695cm
1686 cm-1
Mn+
TiO 2
Nb 2O5
1800
1600
1400
-1
Wavenumber/ cm
o
Fig. 1 IR spectra of CH3COOHad on metal oxides at -75 C.
50
100
Nb2O5
80
Yields (%)
に成功した.Table 1 に示す全ての反応において,Nb2O5
は反応後に再利用が可能であった.触媒が安価な市販品で
あることも考慮すると,本系は実用性と環境調和性を有す
る新規なアミド・環状イミド合成法である.
種々の担持 Pt 触媒を用いてドデカン酸の水素化反応
(Table 1,式 5)を行った.Pt/Nb2O5 が高活性を示し,ド
デカンが高収率で得られた.TiO2,Nb2O5 等の Lewis 酸性担
体が他の担体より高い助触媒効果を示した.
(1)-(4)のアミド化反応においても,Lewis 酸性酸化物
が塩基性や Brønsted 酸性の固体触媒より高活性を示す傾
向があった.Lewis 酸触媒間の活性序列は Al2O3 < TiO2 <
Nb2O5 の順であった.本反応結果を考察するために,下記
理論・実験研究を行った.はじめに,反応中溶液に存在す
る分子のモデル(酢酸,メチルアミン,水分子)の上記 3
種の酸化物表面上の吸着を理論計算により検討した.種々
の吸着サイトを検討した結果,吸着エネルギー等から,
θ-Al2O3(100)では 4 配位の Al サイト,anatase TiO2(101)
では 5 配位の Ti サイト,T 相-Nb2O5(100)では 5 配位の Nb
サイトを採用し,カルボニル酸素がカチオンに配位した吸
着構造を得た(Table 2).吸着エネルギーの序列は,アミ
ンと水では Al2O3 > TiO2 > Nb2O5 の順であった.酢酸の場
合も Nb2O5 上の分子状吸着種は Al2O3,TiO2 上より熱力学的
に不安定であった.活性との比較より,吸着エネルギーを
尺度とする従来型の酸性の序列は活性序列とは符合しな
いことが明らかである.
TiO2
60
40
20
SiO2
Al 2O3
0
1705 1700 1695 1690 1685
-1
C=O of CH3COOH(ad) / cm
Fig. 2 Effect of IR wavenumber of adsorbed acetic acid (νC=O) on
the yields for the reactions () 1, () 2, () 3 () 4, (+) 5.
酢酸吸着 IR 実験(Fig. 1)より,分子状吸着した酢酸の
C=O 伸縮振動バンドの波数は Al2O3 > TiO2 > Nb2O5 の順で
低エネルギー側にシフトした.理論計算より求めた C=O
伸縮振動の波数(νC=O)の序列(Table 3)は実験と一致し,
C=O 結合距離は νC=O が小さいほど長かった.νC=O の実験
値に対して触媒活性(Table 1 の収率)をプロットすると
(Fig. 2),νC=O が低いほど式(1)-(5)の反応に対する触媒
活性が高い傾向が得られた.即ち,Lewis 酸点による C=O
基の活性化能が高い方が一連の反応に対して高活性であ
る.
4 配位の Al サイト,5 配位の Ti サイト,5 配位の Nb サ
イトの状態密度を計算した結果,Al2O3 ,TiO2 ,Nb2O5 の
conduction band の中心と Fermi レベルのエネルギー差は,
Nb2O5 < TiO 2< Al2O3 の序列で減少した.触媒活性及び吸着
酢酸の νC=O の序列と比較すると,金属イオン(Lewis 酸点)
の conduction band の順位が低いほど,そこに配位した
C=O 基が活性化し,結果的にアミド化(アミンのカルボニ
ル炭素への求核攻撃)に対する触媒活性が向上すると解釈
できる.カルボン酸の HOMO から表面の conduction band へ
の電子供与性の軌道間相互作用が大きいほど,Lewis 酸性
酸化物触媒によるアミド化反応が進行しやすいと解釈で
きる.
Nb2O5 が水中で酸触媒作用を示し,エステルの加水分解
等を進行させることはよく知られている.Nb2O5 の耐水
Lewis 酸触媒作用を広義に解釈すると,Nb2O5 は塩基性阻害
分子共存条件でも働く可能性がある.式 3 の反応でのアニ
リン及び水に対する反応次数はいずれの触媒でも負の次
数(塩基による反応阻害効果)を示したが,絶対値は Nb2O5 <
TiO2< Al2O3 の序列で増加した.この結果は塩基(アニリ
ン,水)による反応阻害効果が Nb2O5 < TiO2 < Al2O3 の序
列で増加することを示す.同様の実験より,Nb2O5 上での
反応(1),(4)における水の阻害効果,及び反応(2)におけ
るアニリンの阻害効果は TiO2 より小さいことがわかった.
反応(1),(3),(4)では水の副生を伴うことも考慮すると,
Nb2O5 の Lewis 酸点によるカルボキシル基の活性化過程が
塩基性の反応物(アミン)や副生成物(水)による阻害を
受けにくいことも本系における Nb2O5 の高活性の一因で
あると結論される.
以上より,Nb2O5がカルボキシル基の活性化を鍵とする
種々の反応に高活性を示すことを明らかにした.Nb2O5の
高い活性はNb2O5がC=O基をLewis酸的に活性化する能力が
高い点,この活性化過程が塩基性共存分子による阻害を受
け に く い 点 に 起 因 す る . 本 特 性 は 表 面 Nb サ イ ト の
conduction bandレベルが低いためカルボン酸のHOMOとの
軌道間相互作用が大きいことに起因すると解釈した.
年報2015・研究室編●
50
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
大阪大学廣田雄一朗助教「IR測定による構造欠陥SAPO-18
ゼオライトを触媒としたオレフィン合成の解析」/成蹊大
学理工学部霜田直宏助教「メソポーラス空間を利用したジ
ルコニア担持Ag触媒の合成とその燃焼触媒特性」/岡山大
学異分野融合先端研究コア仁科勇太准教授「授金属一酸化
グラフェン複合体触媒の精密合成と構造解析」/自然科学
研究機構分子科学研究所江原正博教授「酸化ニオブ上の
Lewis酸点によるカルボキシル基の活性化に関する実験・
理論研究」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Ali, M. A.; Siddiki, S. M. A. H.; Onodera, W.; Kon, K.;
Shimizu, K. Amidation of Carboxylic Acids with Amines by
Nb2O5 as a Reusable Lewis Acid Catalyst. ChemCatChem
2015, 7, 3555–3561.*
(2) Satsuma, A.; Osaki K.; Yanagihara, M.; Ohyama, J.;
Shimizu, K. Low Temperature Combustion over Supported
Pd Catalysts - Strategy for Catalyst Design. Catal. Today
2015, 258, 83–89.*
(3) Ali, M. A.; Siddiki, S. M. A. H.; Kon, K.; Shimizu, K. A
Heterogeneous Niobium(V) Oxide Catalyst for the Direct
Amidation of Esters. ChemCatChem 2015, 7, 2705–2710. *
(4) Chaudhari, C; Siddiki, S. M. A. H.; Shimizu, K.
Acceptorless Dehydrogenative Synthesis of Benzothiazoles
and Benzimidazoles from Alcohols or Aldehydes by
Heterogeneous Pt Catalysts under Neutral Conditions.
Tetrahedron Lett. 2015, 56, 4885–4888.*
(5) Touchy, A. S.; Kon, K.; Onodera, W.; Shimizu, K.
Unprecedented Reductive Esterification of Carboxylic Acids
under Hydrogen by Reusable Heterogeneous Platinum
Catalysts. Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 1499–1506.*
(6) Saito, A.; Tsuji, H. Shimoyama, I.; Shimizu, K.; Nishina, Y.
Highly Durable Carbon-Supported Pt Catalysts Prepared by
Hydrosilane-Assisted Nanoparticle Deposition and Surface
Functionalization. Chem. Commun. 2015, 51, 5883–5886.*
(7) Touchy, A. S.; Shimizu, K. Acceptorless Dehydrogenative
Lactonization of Diols by Pt-Loaded SnO2 Catalysts. RSC
Adv. 2015, 5, 29072–29075.*
●年報2015・研究室編
(8) Nakamura, Y.; Kon, K,; Touchy, A. S.; Shimizu, K. Ueda,
W. Selective Synthesis of Primary Amines by Reductive
Amination of Ketones with Ammonia over Supported Pt
Catalysts. ChemCatChem 2015, 7, 921–924.*
(9) Siddiki, S. M. A. H.; Kon, K.; Shimizu, K. Selective
N-Alkylation of Indoles with Primary Alcohols Using a
Pt/HBEA Catalyst. Green Chem. 2015, 17, 173–177.*
(10) Tamura, M.; Sawabe, K.; Tomishige, K.; Satsuma, A.;
Shimizu, K. Substrate-Specific Heterogeneous Catalysis of
CeO2 by Entropic Effects via Multiple Interactions. ACS
Catal. 2015, 5, 20−26.*
(11) Moromi, S. K.; Touchy, A. S.; Siddiki, S. M. A. H.;
Shimizu, K. Synthesis of Indoles via Dehydrogenative
N-Heterocyclization by Supported Platinum Catalysts. RSC
Adv. 2015, 5, 1059–1062.*
総説/解説/報告
(1) Shimizu, K. Heterogeneous Satalysis for the Direct
Synthesis of Chemicals by Borrowing Hydrogen
Methodology. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 1412–1427.*
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Shimizu, K.: "Sustainable Heterogeneous Catalysis for
Transformations of CO2 and Biomass Platform Compounds
into Chemicals" 7th China-Japan Workshop on
Environmental Catalysis and Eco-Materials, Guangzhou,
China (2015/11/8) [Invited Lecture]
(2) Shimizu, K.: "Heterogeneous Catalysis for Direct
Synthesis of Chemicals from Alcohols, CO2 and Biomass
Platform Compounds" 25th Annual Saudi-Japan Symposium
– 2015, Dhahran, Saudi Arabia (2015/12/8) [Invited Lecture]
(3) Shimizu, K.: "Cooperative Catalysis of Lewis acid and Pt
Cluster for Hydrogenation of Carboxylic Acids, Amides and
CO2" I2CNER International Workshop 2016, Fukuoka, Japan
(2016/2/4) [Invited Lecture]
(4) 清水研一:「担体の協働作用を利用した金属ナノ粒子
触媒の高機能化」,第36回触媒学会若手会夏の研修会,
伊香保(2015/8/5)[依頼講演]
(5) 鳥屋尾隆:「多孔性金属錯体(MOF/PCP)を用いた新規触
材料の開発」,北海道大学―高エネルギー加速器研究機
構第7回連携シンポジウム,つくば(2015/8/5)[依頼講
演]
51
光触媒科学研究部門/ Photocatalysis
Research Division
程2年の1名(新田明央)が博士課程教育リーディングプロ
グラム「物質科学フロンティアを開拓するAmbitiousリー
ダー育成プログラム」の第1期生である.
■2015年度の構成員
〈教授〉大谷文章・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈特任
准教授〉高瀬舞(室蘭工業大学)
・
〈助教〉高島舞[2015/10/01
~]・〈訪問研究者〉クリストフ=コルボー・ジャスタン
[ 2015/07/12 ~ 2015/07/22 ] / イ ン ド = レ ミ タ ・ ボ シ
[2015/07/05~2015/07/10]・〈秘書(事務補助員)〉出
町彰子[~2015/04/21]/水野由加利・〈秘書(技術補助
員)〉青木加苗[2016/02/01~]・〈博士研究員〉Zhishun
WEI/Anais LEHOUX[~2015/12/06]・〈訪問博士研究員〉
Sheela CHANDREN[~2015/11/29]・〈学術研究員〉遠
藤摩耶/楊樹斌[2015/10/01~]・〈研究員〉高島舞[~
2015/09/30]・〈訪問大学院生〉サミーラ=アベーラタナ
[2016/03/07~]/アレクサンドレ=エリソン[2015/06/26
~2015/07/26]/橿淵耕平[2016/01/04~2016/01/08]/
プラドネート=ゲートウォン[2016/02/01~]/小林諒也
[ 2015/10/19 ~ 2015/11/13 ] /Emmanuel CHARBIT
[2015/05/16~2015/07/26]/マテウシュ=トラホフスキ
ー [ 2015/07/16 ~ 2015/08/15 ] / ネ ダ = モ ハ ゲ ー
[2015/08/14~2016/02/11]/アナ・ローラ=ルナ・バロ
ン[2015/06/21~2015/07/18]/イザベラ=ヴィソツカ
[2015/06/26~2015/09/20]・〈環境科学院/大学院博士
課程〉堀晴菜/Jiachen WANG/Kunlei WANG/竹内脩悟/新
田明央/義煎健太・〈環境科学院/大学院修士課程〉有馬隆
[~2015/08/31]/池田玲雄/魚谷明日香/木村友二/小林健
太/溝渕皓大[~2015/09/30]/瀧澤大
■研究課題
触媒に関する学術的な基礎研究や実用化・工業化のため
の応用研究の歴史は長いが,新しい触媒,反応系,あるい
はシステムを開発する余地は十分に残されており,触媒化
学の重要なテーマとして位置づけられている.当分野で
は,これまでにない新奇な構造をもつ触媒,新しい概念に
もとづく反応や反応システムなどの開発をめざし,環境に
対する負荷が少なく,エネルギーと資源を無駄なく利用す
るための触媒反応システムの確立を主要な目的として研
究をすすめている.
1. 光触媒の構造・特性-活性相関の解明と高活性光触媒
の開発
光触媒反応は酸化チタンなどの半導体とよばれる固体
に光を照射したときに起こる化学反応のうち,反応前後で
固体,すなわち光触媒が変化しないものをさす.光触媒反
応がすすむ速さは,光の強度や波長とともに,光触媒の構
造・特性に大きく依存する.当研究室では,どのような構
造・特性が光触媒に影響をあたえるのか,どのような構
造・特性のものが高活性なのか,さらにそれを実現するた
めに,どのように調製あるいは処理すればよいのかをあき
らかにし,実際に高活性な光触媒を開発している.
2015年度のトピック: (1)コアキシャルフロー気相流
通法合成装置(図1上)による十面体形状をもつ高結晶性・
高比表面積アナタース酸化チタン光触媒(図1中)の合成
■2015年度のうごき
2015年1月に室蘭工業大学大学院工学研究科准教授とし
て転出した高瀬舞助教(触媒科学研究所特任准教授[~
2016年3月])の後任として,高島舞助教(日本電信電話
株式会社先端集積デバイス研究所研究員/2015年9月まで
は共同研究研究員/大谷研究室四代目助教(助手))が2015
年10月1日に着任した.Anais LEHOUXとZhishun WEIが引
き続き博士研究員として勤務した.また,訪問博士研究員
として9月~11月に滞在していたSheela CHANDOREN(マ
レーシア工科大学)は帰国後同大学の上級講師(Senior
Lecturer)となった.企業(共同研究/受託研究),国内外
の大学(国際共同研究,共同利用・共同研究ほか)から多
数の研究員や大学院生が短期あるいは長期(1年程度)滞
在した.4月に修士課程大学院生(環境科学院環境物質科
学専攻)1名が加入し,2016年3月に修士課程大学院生3名
が修了した(うち1名は博士課程に進学).なお,修士課
52
Fig. 1
(upper) Decahedral-shaped single crystalline
titania particles of extremely high photocatalytic activity
prepared by newly developed coaxitial-flow gas-phase
reaction of titanium(IV) chloride and oxygen and (lower)
octahedral anatase titania particles prepared by
hydrothermal treatment of titanate nanowires (A bar in the
left image corresponds to 50 nm.).
年報2015・研究室編●
を行い,その特徴と光触媒活性を比較して,露出結晶面が
活性にあたえる影響を検討した《論文6/講演12》.(2)酸
化チタン(チタン酸ナノワイヤー)の水熱処理により調製
した八面体形状アナタース型酸化チタンについて,超音波
処理時間の調整により,比表面積や結晶化度などがほぼひ
としく,八面体粒子含率だけが異なる一連の試料を調製す
ることに成功し,その含率が高いほど光触媒活性が直線的
に向上することを見いだした.これは,形状と光触媒活性
の相関を明らかにしたはじめての例である.昨年に引き続
いて検討をくわえて成果を発表した.《論文1/講演9,11,
22,25,26,41,45》.(3)新規遷移金属イオン担持型酸化チ
タンを調製し,その可視光照射下の光触媒活性の発現機構
について引き続いて検討した.ロジウム(III)イオンから
酸化チタンの伝導帯への約450 nm付近の波長の光励起と,
それによって生じたロジウム(IV)への価電子帯からの光
励起(約600 nm)の2段階励起機構により,酸化チタンを
紫外光で励起したのとおなじ伝導帯の電子と価電子帯の
正孔をつくることができることを示した《講演2,30,34》.
両者の波長が異なるため,太陽光などのひろい波長分布を
もつ光により効率よく反応が進行することがあきらかに
なった.
(4)代表的な市販高活性酸化チタンであるEvonik
(Degussa)P25について,含まれるアナタースとルチル結
晶を選択的に抽出した試料を標品としてもちいてP25の高
い光触媒活性の起源を考察し,学会発表した《講演15,
24,31,42,46》.
(5)これらの研究を通じて蓄積してきた物
理化学や光化学に関する知見をまとめた解説などを出版
するとともに,国内外の会議やセミナーなどにおいて講演
した《講演1,32》
.
2. 階層構造をもつ高活性光触媒微粒子の調製と応用
酸化チタンなどの光触媒の構造と活性の相関の解析か
ら,格子欠陥が少なく高度に結晶化し,かつ,微粒子,す
なわち比表面積が大きい結晶が高活性であることが予想
されてきたが,この二つの性質は通常トレードオフ(両立
しない)の関係にあり,両者をバランスよく発現させる特
殊な製法が必要であった.ここではあらたなアプローチで
ある階層構造をもちいる戦略により,高結晶性かつ大比表
面積の光触媒の開発に成功した.
2015年度のトピック: (1)高度に結晶化した薄片が凝
集した「フレークボール」型タングステン酸ビスマス(図
2)を原料を懸濁させた水溶液の水熱処理により合成する
ことができる(図2)こと,これが可視光領域でも比較的
高い活性を示すことを報告してきたが,その生成機構は不
Bi
Fig. 2
The mechanism of formation of hierarchical
"flake-ball"-structured bismuth tungstate (BTO) particles on
the basis of structural analyses: growth of plate-like BTO
crystallites on the tungsten oxide/BTO-modified surface of
bismuth hydroxide particles by supplying tungsten and
bismuth from the outside and inside of the core particles,
respectively.
●年報2015・研究室編
Fig. 3
Representative light-intensity dependence of
photocatalytic oxygen liberation from a deaerated
suspension of a titania photocatalyst in the presence of an
electron acceptor such as iron(III) or iodate ions. In the
relatively low and high regions, second and first-order
dependences were observed, respectively, with threshold
intensity (Ithr), which is reproduced by the mechanism
including a step of two-electron oxidation of water.
明であった.本年度はこの検討をすすめ,論文,解説およ
び学会で発表した《論文2/解説1/講演23/受賞1》.(2)酸
化チタンの逆オパール構造の空隙構造のそれぞれに金粒
子が1つずつ内包された構造をもつ金―酸化チタンの開発
に成功し,成果を学会発表した《講演4》
.
3. 作用スペクトルと光強度依存性解析による光触媒反応
の機構解明と高活性光触媒の開発
光触媒反応は,光触媒となる固体材料が光を吸収して生
じる励起電子と正孔が起こす化学反応である.したがっ
て,光触媒反応の効率は,どのような波長の光をどれだけ
吸収するのかという光吸収特性と,光吸収によって生じた
励起電子と正孔が再結合によって失活することなく化学
反応に使われる効率,すなわち量子効率の2つに大きく依
存する.一定の波長の光,すなわち単色光を照射し,入射
した光子数あたりの反応速度,すなわち,みかけの量子効
率をもとめ,これを波長に対してプロットしたものが作用
スペクトルである.作用スペクトルを光触媒の光吸収スペ
クトルと比較すると,どのような波長の光を吸収して,ど
のような効率で光触媒反応が進行するのかを的確に評価
することが可能となる.当研究室では,同時に複数の単色
光を照射できる多波長照射分光器を導入して,正確な作用
スペクトルを短時間で測定し,さまざまな光触媒反応の機
構をあきらかにするとともに,結果をもとに高活性光触媒
の設計を行っている.図3は金粒子担持酸化チタンの拡散
反射スペクトルと作用スペクトルで,これにより可視光照
射下での光触媒反応が表面プラズモン励起にもとづくこ
とがあきらかになった.また,高光強度(最高約350 mW
cm-2)の連続光源として紫外線LEDを導入し,酸化チタン
光触媒反応による酸素生成反応などの多電子移動反応系
が光触媒粒径や光強度,電子受容体の種類により,高次の
光強度依存性が観測されることを見いだした.
2015年度のトピック: (1)電子受容体存在下における
酸化チタン光触媒反応による酸素生成反応の強度依存性
を解析することにより,水から過酸化水素への2電子酸化
反応過程を含む反応機構を提唱した《講演3,13,17,18,
20,21,28,33,36,43/受賞3,4》.
(2)西ポメラニアン工科大
学(ポーランド)のMorawski教授のグループと鉄/窒素共
ドープ酸化チタンと金属/窒素共ドープ酸化チタンによる
光触媒反応ついて《講演19,27》,グダンスク大学(ポーラ
ンド)のZaleska教授のグループとランタン属元素担持酸
化チタンによる光触媒反応ついて《論文9》
,山梨大学の入
53
江教授のグループと2段階励起光触媒反応による水の完全
分解反応について《論文3》,および,ミラノ大学(イタリ
ア)のSelli教授とフッ素および他元素共ドープ酸化チタン
による光触媒反応について共同研究を実施した.
(3)一般
的な可視光応答型光触媒や光反応系について,その作用ス
ペクトル解析がきわめて重要であることなどを講演など
で提言した《講演1》.
4. 二重励起光音響分光法の開発と光触媒の構造評価への
応用
光の散乱がない気体や液体の光吸収はかんたんに測定
できるが,光触媒のように固体の物質では,反射や散乱が
あるために光吸収を正確にもとめることは容易ではない.
また,光触媒反応のように,光を照射して反応が進行中に
光触媒がどのような光吸収スペクトルをもつのかを測定
することは,これまではできなかった.光音響スペクトル
は,密閉したセル内に入れた物質に周期的な強度変化,す
なわち変調させた光を照射すると,光を吸収した物質の励
起状態が基底状態にもどるときに生じる熱が入射光と同
じ周期で変動するために,熱が音に変化することを利用し
て,物質の光吸収を測定する手法で,反射や散乱の影響な
く,光吸収特性をしることができる.当研究室では,定常
光が光音響分光測定に影響をあたえないことを利用して,
測定用の変調光と光化学反応用の定常光を同時に照射す
る二重励起光音響分光法(図4)を開発し,動作状態にお
ける光触媒の光吸収スペクトルの測定に成功した.
2015年度のトピック: 二重励起光音響分光法(DB-PAS)
とは逆に検出光を変調単色光とし,連続光を長波長側から
掃引する逆二重励起光音響分光法(Reversed Double-Beam
Photoacoustic Spectroscopy: RDB-PAS)の基本概念を考案し,
これをつかって,酸化チタンなどの粉末金属酸化物中の電
子トラップ密度のエネルギー分布(ERDT)を測定するため
の装置を開発した.その結果,従来の光化学法よりはるか
に短時間で簡便に,広いエネルギー範囲,かつ高精度で測
定できることをあきらかにし,成果を発表する《講演
21,38,39,41》とともに,ERDTを用いる金属酸化物の同定
について,昭和電工と共同で特許を出願した.この,ERDT
による金属酸化物の同定の概念と光触媒の基本原理につ
いてあらたな仮説を提案した《講演3,5,8,10,17,20,21,
29,33,37,40,47/受賞2,5》.
Fig. 4
Schematic representation of the setup for
reversed
double-beam
photoacoustic
spectroscopic
measurement for particulate metal-oxide photocatalyst
powders driving photocatalytic reaction on their surface.
54
Fig. 5
Platinum-loaded titania particle covered by
porous silica shell with space between titania core and silica
shell for selective photocatalytic synthesis of amino acids.
5. 光触媒反応による有機化合物変換反応
光触媒による水中汚染物質の分解除去は,室内外の空気
の浄化とともにきわめて有望な光触媒の応用のひとつで,
とくに光触媒として酸化チタンを用いると,有機化合物は
二酸化炭素と水にまで酸化される,いわゆる無機化(完全
酸化)が起こる.このような酸化反応の非選択性は,光触
媒そのものの特性ではなく,多くの場合に系内に酸素分子
が存在するため,これによるラジカル連鎖反応が起こるこ
とが原因である.したがって,酸化チタンを光触媒として
系内から酸素を除去して反応させる,あるいは,酸化チタ
ンより伝導帯位置が低く(アノード側)酸素を還元できな
い光触媒を利用することによって,選択的な酸化反応を誘
起することが可能である.また,励起電子による還元反応
を利用して有機化合物を還元することもできる.さらに,
光触媒反応の選択性を向上させるために,単純な粒子では
なくその構造を制御することも重要である.そのひとつ
が,内部の光触媒粒子のコアの表面に密着させないで多孔
性のシェルを配置した中空コアシェル粒子で,これによ
り,光触媒粒子の表面への反応基質の拡散を抑制すること
なしに,光触媒表面近傍の雰囲気を制御することが可能で
ある.
2015年度のトピック: (1)多孔質のシリカ粒子─白金
担持酸化チタン系中空コアシェル粒子(図5)をもちいる
選択的アミノ酸合成についての検討を昨年度に引き続い
て行った.これは,アナタース型酸化チタン微粒子の表面
に密着しないかたちで多孔質シリカ層を修飾することに
よる立体選択性制御と,シリカ層の酸特性を利用した生成
物選択性の向上をめざすものである.研究成果を分担執筆
の書籍に発表した《著書2》.
(2)白金を担持させた酸化タ
ングステンをもちいるアルコールのの選択的部分酸化に
成功した《論文5》.
6. 貴金属ナノ粒子の表面プラズモン共鳴吸収を利用する
化学反応系の開発
金などの貴金属ナノ粒子は可視光領域に表面プラズモ
ン共鳴(SPR)吸収にもとづく吸収ピークをあたえ,たと
えば金粒子のコロイド溶液がワインレッドを呈すること
が知られている.いっぽう,光触媒として多用される酸化
チタンは,波長が約400 nm以下の紫外光しか吸収しないた
め,応答波長の長波長化が必要である.金などの貴金属ナ
ノ粒子を酸化チタンに担持させて用いると,金属ナノ粒子
のSPR吸収による可視光誘起光触媒反応が進行する(図6)
が,その機構は未だ完全には解明されていない.本研究で
は,従来の半導体のバンドギャップ励起とは異なるSPR励
起光触媒反応の機構を解明することをめざして検討して
年報2015・研究室編●
Fig. 6
Gold colloids prepared by modified citric-acid
method using several chiral dicarboxylic acids, tartaric
acid, malic acid, glutamic acid and aspartic acid.
いる.また,それにもとづき,貴金属ナノ粒子の調製や粉
体表面への担持についての技術を活用して,担持金属ナノ
粒子のSPR吸収励起による新規可視光応答型光触媒反応の
高効率化をはかることを目的とした.
2015年度のトピック: (1)ひろく用いられている貴金
属コロイドの調製法であるクエン酸法について,還元剤/
安定化剤として使われるクエン酸に替えて酒石酸やリン
ゴ酸などのキラルな多価カルボン酸をもちいることによ
って,キラル分子が表面に修飾された金および白金コロイ
ドを調製することに成功した.金コロイドの円偏光二色性
(CD)スペクトルのSPR吸収波長領域において,酒石酸の
キラリティに依存して正または負の微小なピークが観測
され,SPR吸収にキラリティが作用することが示唆された.
また,このキラル分子保護金コロイドを利用する不斉還元
反応が可能であることを見いだした.これらの成果を国内
外の学会などで発表した《講演7,35》
.
(2)パリ南大学(フ
ランス)のRemita教授およびウルム大学(ドイツ)のRau
教授との共同研究により,金および金銀合金微粒子と金属
錯体を修飾した酸化チタン光触媒を合成し,紫外光および
可視光照射時の光触媒活性を確認し,論文・学会発表を行
った(光機能性プラズモン粒子研究クラスター)《論文4,
11/講演14》.
(3)貴金属コロイド担持酸化チタン光触媒に
よる殺菌(抗菌),抗カビ効果について,光機能性プラズ
モン粒子研究クラスターが行っている西ポメラニアン大
学(ポーランド)のMarkowska-Szczupak教授のグループと
の共同研究《論文12/講演44》,およびパリ南大学(フラン
ス)のRemita教授およびウルム大学(ドイツ)のRau教授
とのプラズモン微粒子に関する共同研究《論文10》などに
大学院生と研究員を参加させるなどの協力を行った.(4)
大阪大学産業科学研究所の山本洋揮助教との共同研究に
より基板上に貴金属ナノ粒子を配列させたデバイス材料
を開発した.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
西ポメラニアン工科大学(ポーランド)Antoni MORAWSKI
教授「ドープ型酸化チタンの光触媒作用の起源と活性支配
因子に関する研究」
《講演19,27》/グダンスク大学(ポー
ランド)Adriana ZALESKA教授「ドープ型酸化チタンの光
触媒反応に関する研究」/京都大学阿部竜教授「酸化タン
グステン系光触媒による有機化学反応」《論文5》/西ポメ
ラ ニ ア ン 工 科 大 学 ( ポ ー ラ ン ド ) Agatha
MARKOWSKA-SZCZUPAK教授「金属微粒子担持酸化チタ
ンの抗菌・抗カビ活性」
《論文12》/ミラノ大学(イタリア)
Elena SELLI教授「フッ素および他元素をドープした酸化
チタンによる光触媒反応の機構の解明」/大阪大学太陽エ
ネルギー化学研究センター白石康浩准教授「アナタースルチル結晶をもちいる光触媒有機合成反応」/パリ南大学
●年報2015・研究室編
(フランス)Hynd REMITA教授「プラズモンナノ粒子の
調製と応用に関する研究」
《論文10》/ウルム大学(ドイツ)
Swen RAU教授「高い光触媒をもつ金属錯体の開発と応用
に関する研究」/東京大学先端科学技術研究センター瀬川
浩司教授「二酸化チタンのナノ構造制御および光機能材料
への応用」/北海道大学触媒科学研究所朝倉清髙教授「酸
化タングステン光触媒の光励起ダイナミクス」
《論文7/講
演6,38,39》/北九州市立大学天野史章准教授「酸化鉄電極
による光電気化学反応」《論文8》/グダンスク工科大学
Anna ZIELINSKA准教授「金属ナノ粒子担持金属酸化物光
触媒」《講演16》
■2015年度の研究業績
原著論文(すべて審査つき)
(1) Wei, Z.; Kowalska, E.; Verrett, J.; Colbeau-Justin, C.;
Remita, H.; Ohtani, B. Morphology-dependent photocatalytic
activity of octahedral anatase particles prepared by
ultrasonication--hydrothermal
reaction
of
titanates. Nanoscale 2015, 7, 12392-12404.
(2) Hori, H.; Takase, M.; Amano, F.; Ohtani, B. Mechanism of
the formation of hierarchical-structured bismuth-tungstate
photocatalyst particles through counter-flow supply of
bismuth and tungsten sources. Chem. Lett 2015, 44,
1723-1725.
(3) Kobayashi, R.; Kurihara, K.; Takashima, T.; Ohtani, B.;
Irie, H. A Silver-Inserted Zinc Rhodium Oxide and Bismuth
Vanadium Oxide Heterojunction Photocatalyst for Overall
Pure-Water Splitting under Red Light. J. Mater. Chem.
A 2016, 4, 3061-3067.
(4) Zheng, S.; Yoshiiri, K.; Wei, Z.; Braumueller, M.; Ohtani,
B.; Rau, S.; Kowalska, E. Titania modification with
ruthenium(II) complex and gold nanoparticles for
photocatalytic
degradation
of
organic
compounds. Photochem. Photobiol. Sci. 2016, 15, 69-76.
(5) Tomita, O.; Otsubo, T.; Higashi, M.; Ohtani, B.; Abe, R.
Partial Oxidation of Alcohols on Visible Light Responsive
WO3 Photocatalysts loaded with Palladium Oxide
Cocatalyst. ACS Catal. 2016, 6, 1134-1144.
(6)
Janczarek,
M.;
Kowalska,
E.;
Ohtani,
B.
Decahedral-Shaped Anatase Titania Photocatalyst Particles:
Synthesis in a Newly Developed Coaxial-Flow Gas-Phase
Reactor and Characterization. Chem. Eng. J. 2016, 289,
502-512.
(7) Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Ohba, T.;
Niwa, Y.; Nozawa, S.; Sato, T.; Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.;
Adachi, S.-i.; Katayama, T.; Togashi, T.; Owada, S.; Ogawa,
K.; Yabashi, M.; Hatada, K.; Takakusagi, S.; Ohtani, B.;
Asakura, K. Dynamics of photoelectrons and structural
changes of tungsten trioxide observed by femtosecond
transient XAFS. Angew. Chem. 2016, 55, 1364-1367.
(8) Amano, F.; Ohtani, B.; Yoshida, H. Role of Doped
Titanium Species in the Enhanced Photoelectrochemical
Properties of Iron Oxide Films: Comparison between Water
Oxidation
and
Iodide
Ion
Oxidation. Electroanal.
Chem. 2016, 766, 100-106.
(9) Reszczynska, J.; Grzyb, T. W.; Wei, Z.; Klein, M.;
Kowalska, E.; Ohtani, B.; Zaleska-Medynska, A.
Photocatalytic activity and luminescence properties of
RE3+-TiO2 nanocrystals prepared by sol-gel and hydrothermal
methods. Appl. Catal. B. Environ. 2016, 181, 825-837.
(10) Mendez-Medrano, M.; Kowalska, E.; Lehoux, A.;
Herissan, A.; Ohtani, B.; Bahena-Uribe, D.; Colbeau-Justin,
C.; Rodriguez-Lopez, J.; Remita, H.; Briois, V. Surface
Modification of TiO2 with Ag Nanoparticles and CuO
55
Nanoclusters for Application in Photocatalysis. J. Phys.
Chem. C 2016, 120, 5143-5154.
(11) Zheng, S.; Wang, K.; Wei, Z.; Braumueller, M.; Ohtani,
B.; Rau, S.; Kowalska, E. Mono- and dual-modified titania
with a ruthenium(II) complex and silver nanoparticles for
photocatalytic degradation of organic compounds. J. Adv.
Oxid. Technol. 2016, 19, 208-217.
(12) Markowska-Szczupak, A.; Wang, K.; Rokicka, P.; Endo,
M.; Wei, Z.; Ohtani, B.; Morawski, A. W.; Kowalska, E. The
effect of anatase and rutile crystallites isolated from titania
P25 photocatalyst on growth of selected mould fungi. J.
Photochem. Photobiol. B: Biol. 2015, 151, 54-62.
総説/解説/報告
(1) 堀晴菜,高瀬舞,天野史章,大谷文章,高活性可視光
駆動型階層構造タングステン酸ビスマス粒子の生成機
構.光触媒,47,38-41(2015).
著書
(1) 大谷文章『第19章気体運動論/第20章反応速度論/第22
章表面』,田中一義・阿竹徹監訳「ボール物理化学(第2
版)
(上.下)」
(分担翻訳)化学同人,京都(2015-2016)
(2) Chandren, S.; Ohtani, B. Hollow Core-Shell Titania
Photocatalysts
for
Selective
Organic
Synthesis.
In Nanostructured Photocatalysts: Advanced Functional
Materials; Yamashita, H., Li, H. Eds; Book Series:
Nanostructure
Science
and
Technology,
Springer
International Publishing, Switzerland; 2016; pp 137-146.
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) 大谷文章:
「光触媒反応・総論」,2015年北の国触媒塾,
札幌(2015/04/25-25 [2015/04/25])
[依頼講演]
(2) Ohtani, B.; Kuncewicz, J.: "A Visible Light-active Titania
Photocatalyst with Rhodium as a Built-in Redox Mediator"
227th Meeting of the Electrochemical Society, Chicago, USA
(2015/05/24-28 [2015/05/27]) [Invited Talk]
(3) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.: "Energy-Resolved
Measurement of Electron Traps in Metal-Oxide Particulate
Photocatalysts by Newly Developed Reversed Double-Beam
Photoacoustic Spectroscopy" 227th Meeting of the
Electrochemical Society, Chicago, USA (2015/05/24-28
[2015/05/24])
(4) Lehoux, A.; Kowalska, E.; Ohtani, B.: "Synthesis of a
Titania Inverse-Opal Modified by Non-Aggregated Gold
Nanoparticles for Applications in Photocatalysis" 7th
International Gold Conference (Gold 2015), Cardiff, UK
(2015/07/26-29)
(5) Ohtani, B.: "What Are the Features of Heterogeneous
Photocatalysis--Role of Electron Traps and Influence of
Particle Size" 5th International Conference on Semiconductor
Photochemistry
(SP5),
Saint-Petersburg,
Russia
(2015/07/27-31 [2015/07/31]) [Plenary Lecture]
(6) Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Ohba, T.;
Niwa, Y.; Nozawa, S.; Sato, T.; Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.;
Adachi, S.; Katayama, T.; Yabashi, Makina; Takakusagi, S.;
Yokoyama, T.; Ohtani, B.; Asakura, K.: "Femto to
Picosecond Transient States of a Photoexcited WO3
Photocatalyst" 16th International Conference on X-ray
Absorption Fine Structure (XAFS16), Karlsruhe, Germany
(2015/08/23-28)
(7) Takase, M.; Kimura, S.; Ohtani, B.: "Characterization and
Application of Gold and Platinum Colloids Stabilized by
Chiral Molecules" 15th International Conference on
Chiroptical Spectroscopy (CD2015), Sapporo (2015/08/30-3
[2015/08/31])
(8) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.: "Breaking the Spell of
Band Structure: Energy-resolved Distribution of Electron
Traps as the Key Issue for Photocatalysis" The Third
56
International Conference on Photocatalytic and Advanced
Oxidation Technologies (PAOT-3), Gdansk, Poland
(2015/09/01-4 [2015/09/02]) [Plenary Lecture]
(9)
Kowalska,
E.;
Wei,
Z.;
Ohtani,
B.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase
particles
(OAPs)
prepared
by
ultrasonication-hydrothermal reaction of titanate nanowires
(TNWs)" The Third International Conference on
Photocatalytic and Advanced Oxidation Technologies
(PAOT-3), Gdansk, Poland (2015/09/01-4 [2015/09/04])
[Invited Talk]
(10) Nitta, A.; Takase, M.; Ohtani, B.: "Photoacoustic
Spectroscopic Analysis of Energy Distribution of
Electron-trap Density toward Elucidation of Photocatalysis"
First International Symposium on Recent Progress of Energy
and Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1), Noda,
Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/03])
(11) Wei, Z.; Kowalska, E.; Ohtani, B.: "Influence of particle
morphology on photocatalytic activity of octahedral anatase
titania particles" First International Symposium on Recent
Progress of Energy and Environmental Photocatalysis
(Photocatalysis 1), Noda, Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/04])
(12) Takase, M.; Kobayashi, K.; Matsui, K.; Ohtani, B.:
"Preparation of Decahedral-shaped Anatase Titania Particles
and Their Surface Modification with Gold and Platinum
Nanoparticles" First International Symposium on Recent
Progress of Energy and Environmental Photocatalysis
(Photocatalysis 1), Noda, Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/03])
(13) Takeuchi, S.; Takase, M.; Ohtani, B.: "Light-intensity and
Particle-size Dependences of Heterogeneous Photocatalytic
Oxygen Evolution" First International Symposium on Recent
Progress of Energy and Environmental Photocatalysis
(Photocatalysis 1), Noda, Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/03])
(14) Yoshiiri, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "UV and visible
light-induced photocatalysis by titania modified with
plasmonic nanoparticle and metal complex" First
International Symposium on Recent Progress of Energy and
Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1), Noda,
Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/03])
(15) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Photocatalytic
activities of anatase and rutile isolated from P25 titania with
platinum deposits for methanol dehydrogenation" First
International Symposium on Recent Progress of Energy and
Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1), Noda,
Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/03])
(16) Wysocka, I.; Szweda, P.; Ohtani, B.; Kowalska, E.;
Zielinska, A.: "Photocatalytic and antimicrobial activities of
TiO2 mono- and bi-modified with Pt, Cu and Ag" First
International Symposium on Recent Progress of Energy and
Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1), Noda,
Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/03])
(17) Ohtani, B.: "Fundamental Aspects on Photocatalysis
toward Efficient Light Energy Conversion and Green
Chemistry" 58th Annual Scientific Meeting of the Polish
Chemical Society (PTChem 2015), Gdansk, Poland
(2015/09/21-25 [2015/09/23]) [Plenary Lecture]
(18) Ohtani, B.; Takeuchi, S.; Takase, M.: "Proof of Multi
Electron Transfer in Heterogeneous Photocatalysis" Seminar
at Faculty of Chemistry, Krakow, Poland (2015/09/25-25
[2015/09/25]) [Invited Lecture]
(19) Wanag, A.; Kusiak-Nejman, E.; Kapica-Kozar, J.;
Kowalczyk, L.; Ohtani, B.; Ostrowska, J.; Aksienionek, M.;
Lipinska, L.; Morawski, A.: "Acetic acid decomposition at
the presence of titanium dioxide - reduced Graphene oxide
nanocomposites" I Krajowa Konferencja Grafen i inne
materialy 2D (1st Polish Conference Graphene and 2D
materials), Szczecin, Poland (2015/09/27-29)
年報2015・研究室編●
(20)
Ohtani,
B.:
"Fundamental
Aspects
on
Photocatalysis--Role of Electron Traps and Influence of
Particle Size" New Devices for energy Conversion and
Storage, Hong Kong, China (2015/10/01-3 [2015/10/02])
[Keynote Lecture]
(21)
Ohtani,
B.:
"Fundamental
Aspects
on
Photocatalysis--Role of Electron Traps and Influence of
Particle Size" 1st International Symposium of Institute for
Catalysis--Global Collaboration in Catalysis Science toward
Sustainable Society, Sapporo (2015/10/13-15 [2015/10/14])
(22)
Wei,
Z.;
Kowalska,
E.;
Ohtani,
B.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase particles" 1st International Symposium of Institute
for Catalysis--Global Collaboration in Catalysis Science
toward Sustainable Society, Sapporo (2015/10/13-15
[2015/10/14])
(23) Hori, H.; Takase, M.; Ohtani, B.: "Mechanistic Study
Based on the Analysis of Light-intensity Dependence of
Bismuth-tungstate Photocatalyst Particles" 1st International
Symposium of Institute for Catalysis--Global Collaboration
in Catalysis Science toward Sustainable Society, Sapporo
(2015/10/13-15 [2015/10/14])
(24) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Influence of
platinum-loading amount on photocatalytic activities of
titania particles prepared from Evonik P25" 1st International
Symposium of Institute for Catalysis--Global Collaboration
in Catalysis Science toward Sustainable Society, Sapporo
(2015/10/13-15 [2015/10/14])
(25)
Wei,
Z.;
Ohtani,
B.;
Kowalska,
E.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase particles prepared by ultrasonication-hydrothermal
reaction" 4th European Conference on Environmental
Applications of Advanced Oxidation Processes (EAAOP-4),
Athens, Greece (2015/10/21-24 [2015/10/22])
(26) Wei, Z.; Endo, M.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Preparation
of octahedral anatase titania particles for decomposition of
chemical and microbiological pollutants" 4th European
Conference on Environmental Applications of Advanced
Oxidation Processes (EAAOP-4), Athens, Greece
(2015/10/21-24 [2015/10/22])
(27) Morawski, A.; Wanag, A.; Kusiak-Nejman, E.;
Kapica-Kozar, J.; Kowalczyk, L.; Ohtani, B.; Ostrowska, J.;
Aksienionek, M.; Lipilska, L.: "Preparation and
Characterization of Visible Light-active TiO2-Reduced
Graphene Oxide Photocatalysts" 4th European Conference on
Environmental Applications of Advanced Oxidation
Processes (EAAOP-4), Athens, Greece (2015/10/21-24
[2015/10/22])
(28) Ohtani, B.; Takeuchi, S.; Takase, M.: "Intensity and
Size-Dependent Photocatalytic Activity of Suspended Titania
Particles for Decomposition of Water" The 20th International
Conference on Semiconductors Photocatalysis and Solar
Energy Conversion (SPASEC-20), San Diego, USA
(2015/11/15-19 [2015/11/16]) [Invited Talk]
(29) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.: "Energy-resolved
Distribution of Electron Traps as the Key Issue for
Photocatalysis" EMN Meeting on Photocatalysis, Las Vegas,
USA (2015/11/21-24 [2015/11/21]) [Invited Lecture]
(30) Kuncewicz, J.; Ohtani, B.: "Visible light-active Rh-doped
titania: Effect of crystalline structure of host material and
concentration of introduced ions on electronic structure of
doped photocatalysts" EMN Meeting on Photocatalysis, Las
Vegas, USA (2015/11/21-24 [2015/11/23])
(31) Wang, K.; Kowalska, E.; Ohtani, B.: "Anatase and rutile
polymorphic forms isolated from commercial P25 titania for
photocatalytic degradation of chemical and microbiological
●年報2015・研究室編
pollutants" The 18th Hokkaido University-Seoul National
University Symposium, Seoul, Korea (2015/11/25-27)
(32) 大谷文章:「「科学の五冠王」ラングミュアから学ぶ
科学研究の醍醐味」,明治大学理工学研究科特別講義,
川崎(2015/12/02-2 [2015/12/02])[特別講義]
(33) 大谷文章:
「光触媒反応の基本概念の再構築―電子ト
ラップと多電子移動」,明治大学理工学研究科講義「無
機化学特論」,川崎(2015/12/02-2 [2015/12/02])[特
別講師]
(34) Ohtani, B.; Arima, T.; Takase, M.; Kuncewicz, J.: "Visible
Light-induced Photocatalysis by Rhodium-doped Titania
Particles" The 2015 International Chemical Congress of
Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015), Honolulu,
USA (2015/12/15-20 [2015/12/18])
(35) Takase, M.; Kimura, S.; Ohtani, B.: "Preparation,
Characterization
and
Application
of
Chiral
Molecule-stabilized Noble-metal Colloids" The 2015
International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
(PACIFICHEM 2015), Honolulu, USA (2015/12/15-20
[2015/12/20])
(36) Takeuchi, S.; Takase, M.; Ohtani, B.: "Light-intensity and
Particle-size Dependence of Heterogeneous Photocatalytic
Oxidation of Water" The 2015 International Chemical
Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015),
Honolulu, USA (2015/12/15-20 [2015/12/19])
(37) Nitta, A.; Takase, M.; Ohtani, B.: "Evaluation of
Energy-resolved Density of Electron Traps in Particulate
Photocatalysts by Reversed Double-beam Photoacoustic
Spectroscopy" The 2015 International Chemical Congress of
Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015), Honolulu,
USA (2015/12/15-20 [2015/12/17])
(38) Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Ohba, T.;
Niwa, Y.; Nozawa, S.; Sato, T.; Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.;
Adachi, S.; Katayama, T.; Togashi, T.; Ogawa, K.; Yabashi,
Makina; Takakusagi, S.; Yokoyama, T.; Ohtani, B.; Asakura,
K.: "Dynamics of the photoexcited WO3 in the time scale
from femtoseconds to nanoseconds" The 2015 International
Chemical
Congress
of
Pacific
Basin
Societies
(PACIFICHEM 2015), Honolulu, USA (2015/12/15-20
[2015/12/15])
(39) Kido, D.; Uemura, Y.; Wakisaka, Y.; Takakusagi, S.;
Niwa, Y.; Uehara, H.; Ohba, T.; Nozawa, S.; Ichiyanagi, K.;
Hukaya, R.; Sato, T.; Adachi, S.; Ariga, H.; Takakusagi, S.;
Ohtani, B.; Yokoyama, T.; Ohtani, B.; Asakura, K.: "Study on
the structural change of WO3 in its photoexcited state using
picosecond W L1-edge XANES" The 2015 International
Chemical
Congress
of
Pacific
Basin
Societies
(PACIFICHEM 2015), Honolulu, USA (2015/12/15-20
[2015/12/16])
(40) Nitta, A.; Takase, M.; Murakami, N.; Ohtani, B.:
"Energy-resolved Measurement of Electron-trap Density
toward Elucidation of Particulate Photocatalysis Mechanism"
HU-UCB Joint Symposium on Chemical Sciences and
Engineering, Sapporo (2016/01/07-7 []) []
(41)
Wei,
Z.;
Kowalska,
E.;
Ohtani,
B.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase particles" The 4th International Conference on
MEXT Project of Integrated Research on Chemical
Synthesis: Molecular Functions in Complex Systems, Nagoya
(2016/01/29-30 [2016/01/29])
(42) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Influence of
platinum-loading amount on photocatalytic activities of
titania particles obtained from Evonik P25" The 4th
International Conference on MEXT Project of Integrated
Research on Chemical Synthesis: Molecular Functions in
Complex Systems, Nagoya (2016/01/29-30 [2016/01/29])
57
(43) Takeuchi, S.; Takase, M.; Takashima, M.; Ohtani, B.:
"Proving multi-electron transfer mechanism based on
light-intensity dependence of photocatalytic oxygen
evolution" The 4th International Conference on MEXT
Project of Integrated Research on Chemical Synthesis:
Molecular Functions in Complex Systems, Nagoya
(2016/01/29-30 [2016/01/29])
(44) Kowalska, E.; Endo, M.; Markowska-Szczupak, A.; Wei,
Z.; Janczarek, M.; Rosa, L.; Juodkazis, S.; Ohtani, B.:
"Plasmonic photocatalysts for environmental applications"
The 9th International Conference on Nanophotonics
(ICNP2016), Taipei, Taiwan (2016/03/21-25 [2016/03/23])
[Invited Talk]
(45) Wei, Z.; Endo, M.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Octahedral
anatase particles modified with plasmonic nanoparticles with
enhanced photocatalytic activity" The 9th International
Conference on Nanophotonics (ICNP2016), Taipei, Taiwan
(2016/03/21-25 [2016/03/23])
(46) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Influence of
platinum-loading on photocatalytic activities of particles
separated from an anatase-rutile mixed titania" The 9th
International Conference on Nanophotonics (ICNP2016),
Taipei, Taiwan (2016/03/21-25 [2016/03/23])
(47) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.; Takashima, M.;
Murakami, N.: "A finger print of titania and the other metal
oxide powders--Energy-resolved distribution of electron
traps" 2016 EMN Meeting on Titanium-Oxides, Honolulu,
USA (2016/03/27-31 [2016/03/28]) [Invited Talk]
58
受賞
(1) 平成27年度夏季北海道支部優秀講演賞:堀晴菜「タン
グステン酸ビスマス粒子系光触媒反応における速度の
粒径・光強度依存性の解析」
,(2015/07/18)
(2) 第55回オーロラセミナー優秀ポスター賞:新田明央
「不均一系光触媒反応における機構解明のための電子
トラップ密度のエネルギー分布解析」(2015/07/26)
(3) Photocatalysis 1 Young Poster Award : Takeuchi, S.
"Light-intensity and Particle-size Dependences of
Heterogeneous Photocatalytic Oxygen Evolution" First
International Symposium on Recent Progress of Energy and
Environmental
Photocatalysis
(Photocatalysis
1),
(2015/09/03)
(4) 第5回CSJ化学フェスタ2015優秀ポスター発表賞:竹内
脩悟「反応速度の粒子サイズ・光強度依存性にもとづ
く不均一系光触媒酸素生成反応の機構解析」
(2015/10/13)
(5) 第5回CSJ化学フェスタ2015優秀ポスター発表賞:新田
明央「不均一系光触媒反応における機構解明のための
電子トラップ密度のエネルギー分布解析」
(2015/10/13)
(6) 第12回Honda-Fujishima Prize:高瀬舞「金属・半導体
ナノ構造制御による固液界面の光機能性賦与
( Exploring Novel Photo-Functionalities of Electrified
Interfaces
Modified
by
Metal/Semiconductor
Nanostructures)
」(2016/03/30)
年報2015・研究室編●
分子触媒研究部門/Molecular Catalyst
Research Division
■2015年度の構成員
〈教授〉高橋保・
〈准教授〉小笠原正道・
〈助教〉宋志毅・
〈外国人研究員〉栗海軍[2015/09/30~]・〈学術研究員〉
Ninghui CHANG[~2015/09/20]
・〈生命科学院/大学院博
士課程〉水上雄貴/Hao HU/Qiang LIU〈生命科学院/大学
院修士課程〉板東正佳/池端亮介・
〈薬学部/学部学生〉石
本寛人/中田啓貴・〈研究推進支援教授〉笠原二郎・〈技術
補助員〉Yen Chou CHEN[2016/01/29~2016/03/22]/多
奈村佳菜子
■2015年度のうごき
2015年10月に,博士研究員の栗海軍がアメリカパデュー
大学根岸英一研究室から加入した.2015年10月から中国天
津師範大学で修士課程を修了したQiang LIUが生命科学院
/大学院博士課程1年生として加入した.博士課程2年生の
Xicheng YANGが2015年12月20日から約3ヶ月間滞在した.
2016年01月29日から2016年03月22日までに,国立台湾科技
大学で修士課程を修了したYen Chou CHEN(Prof. Fu-Yu
TSAI)が技術補助員として滞在した.
2015年10月に博士研究員のNinghui CHANGが中国西北
工業大学に講師として転出した.2016年4月に,小笠原正
道准教授が,徳島大学大学院理工学研究部教授として栄転
された.大学院博士課程2年生のHao HU,1年生のQiang
LIU,修士課程1年生の池端亮介が徳島大学に移った.
■研究課題
1.チタン上で鎖状の5つの炭素が3つの炭素部分と2つの炭
素部分に分離
有機化学において,炭素骨格変換反応の開発がチャレン
ジングな大きなターゲットとなっている.私たちは,炭素
骨格の高効率構築法の開発において,炭素―炭素結合切断
反応と炭素―炭素結合生成反応を組みあわせることで,炭
素骨格を自在に組み替えるという合成手法の創成が有機
合成の観点から見ても価値の高いものであると考えてい
る.当研究室では,これまでチタン上の炭素―炭素結合切
断反応の研究を行なってきた.
以前,我々は下記式に示しているような反応を見出し報
告した.チタナシクロペンタジエン1が加熱により錯体2
に変換する.次に,添加剤として様々な酸素化試薬を入れ
ると,橋頭位の水素の引き抜きにより,ジヒドロインデン
ニル部位の芳香族化とそれに続く橋頭位についている置
換基の脱離が起こる.脱離した置換基がジヒドロインデン
ニルの5員環部分に結合して,四置換インデン誘導体3が生
成することが分かっている.
●年報2015・研究室編
これらの反応では,シクロペンタジエニル配位子を13C
でラベルする方法を開発し,ラベルしたシクロペンタジエ
ニル配位子を利用して,最初のシクロペンタジエン(Cp)
の5つの炭素が化合物2及び3の中でどの位置にあるのか特
定できるようにして追跡したところ,5つの炭素が鎖状に
なっているのが分かった.また,鎖状に5つの炭素が配置
した化合物2が5つの炭素が環状である化合物4から生成し
たり,速度定数などのデータから化合物2と化合物4が平衡
にあることを突き止めた(J. Am. Chem. Soc. 2008, 130,
15236).
我々が提案したチタンのカルベンを経由する反応機構
を下記に示す.
もしこの反応機構が正しければ化合物2がチタンを含む
4員環を持っていることからさらに次の反応へ進むと考え
られる.錯体2の鎖状の5つの炭素が,チタン上で3つの炭
素部分と2つの炭素部分に分離して,下記式に示す様な錯
体6が生成すると考えられる.
2015年度のトピック: 錯体2に種々の反応剤を加えて,
錯体2が錯体6に変換するかどうかを調べたところ,錯体2
をアミノピリジンと反応させると,5つの鎖状の炭素が2
つの炭素部分と3つの炭素部分に分離した生成物7を得る
ことに成功した.《講演1,3,4,8》.
59
2.アントラセンの二量化反応
ベンゼン環が直線状に縮環した構造を有する「直線状」
アセンを出発物として,アセンの末端で二量化を行った後,
順次炭素-炭素結合を形成することにより,完璧な立体選
択性で種々の「二次元」アセンを構築するという合成手法
を開発している.
3
2
3
2
1
3
2
1
1
n
n
2D-acenes
acenes
「二次元」アセンを「直線状」アセンから合成する従来
法では,2つの「直線状」アセンの中心に炭素-炭素結合を
形成し,二量化した後,順次両側の炭素-炭素結合を形成
していくことによって「二次元」へと拡張していく.しか
し,この手法では,偶数個のベンゼン環が縮環した直線状
アセンでは立体選択的に合成することができない.そこ
で,我々は新しい考え方を導入した.アセンの末端で二量
化を行った後,順次炭素-炭素結合を形成することにより,
完璧な立体選択性で種々の二次元アセンを構築するとい
う手法を提案している.そこで本研究ではアセンの末端二
量化反応というチャレンジングな合成法開発を行ってい
る.
3.遷移金属錯体を用いた触媒的不斉合成反応の開発
面不斉錯体は不斉反応において非常に有用な化合物で
ある.しかし,それらを光学活性体として得るための手法
のほとんどは光学分割などの古典的な手法であり,不斉合
成,とりわけ触媒的不斉合成法の開発が求められている.
近年,我々は面不斉メタロセンの触媒的不斉合成法とし
て,1,1’-ジアリルメタロセン類の速度論分割,あるいは
プロキラルなホスファフェロセン類の不斉非対称化によ
る手法を見出している.これらはいずれもメタル上下のCp
環を不斉モリブデン触媒により,エナンチオ選択的に架橋
する不斉閉環メタセシス反応を利用したものである.新た
な面不斉錯体の触媒的不斉合成法の開発を目的として,
「同一Cp配位子上に」2つのアリリックな置換基を有する
錯体を基質とし,ジヒドロインデニル構造を有する面不斉
錯体の触媒的不斉合成について検討した.
2種類の異なるアリリックな置換基を導入した C1-対称
1,2-ジアリルメタロセン誘導体のラセミ体に対し,ベンゼ
ン中,室温下,5mol%の不斉モリブデン-アルキリデン触媒
を作用させたところ,閉環メタセシス反応が良好なエナン
チオ選択性で進行し,環化生成物2と未反応原料1を効率良
く速度論分割できた.また,プロキラルなCs−対称(トリア
リルインデニル)ルテニウム錯体3に対する不斉閉環メタ
セシス反応においては,非対称化によりジヒドロフルオレ
ニル構造を有する錯体が高いエナンチオ選択性で得られ
た.
2015 年度のトピック: アセンの末端の環がもっとも反
応性が低く,この位置に炭素-炭素結合生成することが困
難である.我々はアセンの末端環にヒドロキシ基を導入し,
末端の環を活性化して,炭素―炭素結合生成をし易くした.
周知のように,ヒドロキシ基を含むナフタレンの二量化反
応は多く報告されている.
はじめに,アントラセンの二量体を作製,単離すること
に成功した.
OH
OH
OH
1
2
3
二量体2にトリフルオロメタンスルホン酸無水物(Tf2O)
を作用させるとトリフルオロスルホン酸エステルへと誘
導され,TfO- 基をPd触媒により除いて,アントラセンの
isodimerを高い収率で生成した.
n
n
n
以上のように,我々は「二次元アセン」の合成において
全く新しい概念を提唱し,その概念が合成方法として具体
的に有効であることを試した.この手法は直線状アセンの
縮環数に関わらず種々の直線状アセン類に適用可能であ
り,将来へのさらなる展開が期待できる.《講演5,6,7》.
60
2015年度のトピック:架橋ビアリール類における新たな分
子不斉を見出し「蔓巻き状分子不斉」と命名し,それらの
分子を均一系触媒不斉メタセシス反応により触媒的に不
斉合成する手法の開発に成功した《論文6》.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
愛知教育大学化学院中島清彦教授「遷移金属錯体X線単結
晶構造解析」/東京農工大学大学院工学研究院応用化学部
門田中健教授「螺旋不斉ジホスフィン配位子を用いたヘリ
センの触媒的不斉合成」/神戸大学大学院工学研究科森敦
紀教授「遷移金属触媒不斉閉環メタセシス反応による大環
状軸不斉ヘテロビアリールのエナンチオ選択的合成法の
開発」/九州大学大学院理学研究院桑野良一教授「ホスフ
ォールの触媒的不斉水素化」/上智大学理工学部物質生命
理工学院鈴木教之准教授「温度応答性ミセルに固定化した
不斉有機触媒の開発と不斉合成反応への応用」/大阪府立
大学大学院理学系研究科神川憲准教授「不斉閉環メタセシ
年報2015・研究室編●
スによる非環式キラルホスフィン化合物の触媒的エナン
チオ選択的合成法の開発」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Kotani, S.; Kai, K.; Shimoda, Y.; Hu, H.; Gao, S.; Sugiura,
M.; Ogasawara, M.; Nakajima, M. "Concise Asymmetric
Construction of C2-Symmetric 1,9-Diarylnonanoids Using
Hypervalent Silicon Complex: Total Synthesis of
(–)-Ericanone", Chem. Asian J. 2016, 11, 376-379. *
(2) Ogasawara, M.; Arae, S.; Watanabe, S.; Nakajima, K.;
Takahashi, T. "Kinetic Resolution of Planar-Chiral
Ferrocenylphosphine Derivatives by Molybdenum-Catalyzed
Asymmetric Ring-Closing Metathesis and Their Application
in Asymmetric Catalysis", ACS Catal. 2016, 6, 1308-1315. *
(3) Mizukami, Y.; Song, Z.; Takahashi, T. Halogen Exchange
Reaction of Aliphatic Fluorine Compounds with Organic
Halides as Halogen Source, Org. Lett. 2015, 17, 5942-5945. *
(4) Tseng, Y.-Y.; Kamikawa, K.; Wu, Q.; Takahashi, T.;
Ogasawara,
M.
Ring-Closing
Metathesis
of
(η5-Alkenylcyclopentadienyl)(alkenylphosphine)manganese(
I) Dicarbonyl Complexes, Adv. Synth. Catal. 2015, 357,
2255-2264. *
(5) Ogasawara, M.; Wada, S.; Isshiki, E.; Kamimura, T.;
Yanagisawa, A.; Takahashi, T.; Yoshida, K. Enantioselective
Synthesis of Planar-Chiral Ferrocene-Fused 4-Pyridones and
Their Application in Construction of Pyridine-Based
Organocatalyst Library, Org. Lett. 2015, 17, 2286-2289. *
(6) Okayama, Y.; Tsuji, S.; Toyomori, Y.; Mori, A.; Arae, S.;
Wu, W.-Y.; Takahashi, T.; Ogasawara, M. Enantioselective
Synthesis of Macrocyclic Heterobiaryl Derivatives of
Molecular
Asymmetry
by
Molybdenum-Catalyzed
Asymmetric Ring-Closing Metathesis, Angew. Chem. Int. Ed.
2015, 54, 4927-4931. *
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) 高橋保:「チタン上での物質変換」,第 6 回統合物質
シンポジウム,名古屋大学,愛知(2015/04/14).
(2) Takahashi, T.: "Halogen Exchange Reaction of Aliphatic
Fluorine Compounds with Organic Halides as Halogen
Source" Joint Symposium with Kazan Technological
Research University, Kazan, Russia (2015/05/19). [Invited
Lecture]
●年報2015・研究室編
(3) Takahashi, T.: "Transformation on Titanium" 8th
Negishi-Brown Lectures, Purdue University, USA,
(2015/07/12-14).
(4) Takahashi, T.: "Organic Molecule Transformation on
Titanium Complex" International Science & Nature
Congress 2015 (ISNaC2015), Putra World Trade Centre,
Kuala Lumpur, Malaysia, (2015/09/21-23).
(5) Takahashi, T.: "Preparation of Multi-Aromatic Compounds
for Organic Material" International Conference of the
Indonesian Chemical Society 2015(ICICS 2015), Tiara
Convention Centre, Medan, Indonesia (2015/09/29-30).
(6) Takahashi, T.: "Preparation of Multi-Aromatic Compounds
for Organic Materials" The University of the South Pacific,
Suva, Fiji, (2016/03/03).
(7) Song, Z.; Takahashi, T.: "Research on Dimerization of
Pentacene Derivatives" International Science & Nature
Congress 2015 (ISNaC2015), Putra World Trade Centre,
Kuala Lumpur, Malaysia, (2015/09/21-23).
(8) Bando, M.; Mizukami, Y.; Song, Z.; Nakajima, K.;
Takahashi, T.: "Formation of new Carbon Framework with
Titanacyclopentadiene" International Science & Nature
Congress 2015 (ISNaC2015), Putra World Trade Centre,
Kuala Lumpur, Malaysia, (2015/09/21-23).
(9) Mizukami, Y.; Song, Z.; Takahashi, T.: "Halogen Exchange
of Aliphatic Fluorine Compounds with Organic Halides as
Halogen Source" International Science & Nature Congress
2015 (ISNaC2015), Putra World Trade Centre, Kuala Lumpur,
Malaysia, (2015/09/21-23).
(10) Ogasawara, M.: "Catalytic Asymmetric Synthesis of
Planar-Chiral Zirconocene Derivatives and Their Application
in Carbometallation Reactions" Pure and Applied Chemistry
International Conference 2016 (PACCON 2016), Bangkok,
Thailand, (2016/02/09-11).
(11) Ogasawara, M. "Catalytic Enantioselective Synthesis of
Planar-Chiral Zirconocenes and Application in Asymmetric
Catalysis" International Science & Nature Congress
(ISNaC2015), Kuala Lumpur, Malaysia (2015/09/21-23).
(12) Ogasawara, M.:
「面不斉遷移金属錯体の触媒的不斉合
成と有機合成反応への応用」,Symposium on Molecular
Chirality,分子不斉研究機構(MCRO),早稲田大学西早稲
田キャンパス(東京),(2015/06/12-13).
受賞
(1) 北海道大学 教育総長賞 優秀賞:高橋保(2016/02/03)
61
高分子機能科学研究部門/ Macromolecular
Science Research Division
■2015年度の構成員
〈教授〉中野環・〈特任教授〉Wei ZHANG[2015/11/18
~2016/02/17]・〈准教授〉小山靖人・〈助教〉吉満隼人・
〈非常勤研究員〉Heng WANG[~2016/03/25]・〈総合
化 学 院 / 大 学 院 博 士 課 程 〉 Yue WANG/Weixi YANG/
Prashant
Gopal
GUDEANGADI/Sangeetha
Srinivasa
SHETTY/Hassan Nageh Anwar MOHA〈総合化学院/大学院
修士課程〉星善造/真鍋悟志/阿部常充/羽山遥・〈理学部/
学部学生〉木村彰宏・〈研究生〉Zhaoming ZHANG・〈事
務補助員〉佐々木朋子[~2015/06/20]/吉村円[2015/06/19
~]
■2015年度のうごき
2015年4月吉満隼人助教が着任した.2015年11月~2016
年2月に蘇州大学のWei ZHANG教授が特任教授として共
同研究のために滞在した.また,交換留学生として,2015
年7~8月に北京大学のXichong Ye氏が,2015年9~11月に
蘇州大学のYin Zhao氏が滞在した.大学院博士後期課程学
生(MEXT奨学生)としてHassan Nageh氏が,研究生(CSC
奨学生)としてZhaoming Zhang氏が,理学部卒論生として
木村彰宏氏が研究配属された.
合のいずれの方法でもπ-スタック型高分子を与える.当
研究室では,様々なπ-スタック型高分子の構造設計を行
っており,様々な機能の発現について検討している.電子
機能は,従来,主鎖共役型高分子を用いて研究されてきた
が,主鎖共役型高分子は本質的に溶解し難く強く着色して
いる.π-スタック型ビニルポリマーはこれらの弱点を克
服する高分子材料として期待される《講演1,2》.
2.らせん構造をもつ高分子
らせん構造は天然の高分子にしばしば見られる不斉構
造である.らせんには右巻きと左巻きの鏡像体があり,ど
ちらか一方を選択的に合成すると光学活性高分子を得る
ことができる.光学活性らせん状高分子は,医薬品の分離
機能,不斉触媒機能,非線形光学特性など,様々なキラル
機能を発現する極めて有用な物質である.このため,幅広
い化学構造を有する高分子に対するらせん構造制御は,高
分子立体学の基礎的な立場から興味深いだけではなく,付
加価値の高い物質創成の観点から重要な課題である.私達
は,種々の人工高分子に対してらせん構造制御を行ってい
る《講演6,7》.
■研究課題
先端機能を有する高分子材料の開発を目指して,高分子
化合物の設計と合成を行っている.高分子材料の物性・機
能は,原料である高分子鎖の化学構造および立体構造に強
く依存するため,これら構造の精密な制御と解析が重要で
ある.この観点から,私達は種々の特徴的構造を有する高
分子を合成している.加えて,最近超分子材料開発にも着
手した.これらの取り組みを通じ,構造と物性の相関を明
らかにし,革新的な高分子・超分子材料を創出したいと考
えている.
1.π-スタック型・π電子集積型高分子
π電子系が規則正しく積層した構造を有する高分子を
「π-スタック型高分子」と呼ぶ.π-スタック型高分子に
は,積層したπ電子系に基づく電子物性が期待される.
私達は,材料としての応用がしやすいπ-スタック型高
分子を目指して,高分子の中でもっとも汎用性が高いビニ
ルポリマーの構造制御を行い,最初のπ-スタック型ビニ
ルポリマーであるポリジベンゾフルベン(poly(DBF))
の合成に成功した.DBFモノマーは,かさ高い構造にもか
かわらずスチレンやアクリル系モノマーなどより遥かに
反応性が高く,アニオン重合,ラジカル重合,カチオン重
62
一例として反応性らせん高分子であるPoly(PDBSDA)の
合成に成功した.このポリマーは側鎖にビニル基を有する
モノマーの不斉アニオン重合により得られる,重合反応中
には側鎖ビニル基は反応しない.Poly(PDBSDA)のビニル基
は簡便な反応により種々のプロトン性基に変換でき,直接
重合では合成が困難だが,触媒のための配位子等広い応用
範囲が期待できる極性らせん高分子を作ることができる.
3.光による高分子の構造変化
熱刺激に対しては安定だが,光(非偏光)により反転す
るらせんを見出した.一方向巻のらせん構造を有する
Poly(BBPFA)を不斉アニオン重合により合成した.このポ
年報2015・研究室編●
リマーは溶液中で加熱しても一切構造変化を起こさない
が,光照射により容易にらせんの反転を起こしてラセミ化
する.従来,光で化合物の構造変化を起こすにはフォトク
ロミック基が必要と考えられてきたが,Poly(BBPFA)はフ
ォトクロミック基を有しない.この場合光構造転移の基礎
は側鎖ビフェニル残基の「ねじれ・共平面転移」によるも
のと考えられる.らせん転移の詳細を,イタリアカタンザ
ロ大Pietropaolo助教授との共同研究を通じた大規模なメ
タダイナミクスシミュレーションにより明らかにしてい
る.らせん転移は鎖の端からおき,左右らせんを繋ぐkink
が鎖に沿って移動して反対の末端に至ってらせん反転が
完了することが示された.
この研究は,光による構造転移はフォトクロミック基を
含む化合物に限定されるものではなく,基底状態と励起状
態での安定構造に十分な違いがあれば,光構造転移が可能
であることを初めて示したものである.《論文1,5/講演
1-5》
光によるらせん反転
R‐CPL
L‐CPL
P‐Helix
Random (racemic)
L‐CPL
R‐CPL
M‐Helix
光によるらせんのスイッチング
5.超分子キラリティー
分子の空間配列の制御と解析は,有機材料,生体物質中
での分子間相互作用に基づく機能発現および理解の上で
重要である.しかし,複数分子が共存する系中で特定の分
子に注目した空間配列情報を得ることは必ずしも容易で
はなく,特に固体中での構造研究は溶液中に比べて困難で
あることが多い.固体中での分子配列研究の一環として,
当研究室ではコール酸(CA)の包摂結晶中の空孔内での芳
香族分子のキラル分子配列について,円偏光二色性(CD)
スペクトル法による解析を行っている.CAは胆汁酸の一種
であり,ベンゼンなどの低分子を包摂して結晶化する.CAベンゼン結晶中で,ベンゼンは一方向巻きの2/1らせん型
に配列を有することが提案されていたが,この提案は絶対
配置情報を与えないX-線回折情報と既知のコール酸の絶
対配置から推定されたにすぎなかった.この点について,
CA-ベンゼン包摂結晶試料の拡散反射CDスペクトル測定お
よびヌジョールを媒体に用いる透過CDスペクトル測定に
より得られた実験スペクトルと,結晶構造に基づく理論計
算により得られた理論スペクトルを比較することにより,
ベンゼンが右巻きの2/1らせん型配列を有することを初め
て直接的に明らかにした《論文4》.この研究は,キラル空
孔を触媒反応場へと応用することを最終目標とするもの
である.
光らせん反転のメカニズム
4.光でらせんを作る
非偏光によるらせんのラセミ化から,キラル光である円
偏光(CPL)による一方向巻きらせんの構築を発想し,実現
した.
PDOFへの光らせん誘起
実験対象として,電荷輸送材料として実用化されている
ポリジオクチルフルオレン(PDOF)を選び,薄膜状態で円偏
光を照射することにより左右のらせん構造を誘起するこ
とに成功した.この系では非接触な光刺激により可逆にキ
ラリティーのスイッチング機能を実現できた《論文5/講演
1-5》.
●年報2015・研究室編
コール酸(CA)の分子構造(左)及び CA-ベンゼン包摂結晶
構造(右)コール酸(CA)の分子構造(左)及び CA-ベンゼ
ン包摂結晶構造(右)
以上に加えて,人工光合成のための高分子触媒開発,高
分子医薬品,キラル超分子液晶,バイオポリマー合成に関
する研究も行っている.
63
2015年度のトピック: 光を用いた高分子へのキラル構造
誘起には従来分子間および分子と基板の間に強い相互作
用が必要であることを見出していたが,この手法を分子間
相互作用の弱いアモルファスな系に拡張する技術を開発
した.これはアキラルな低分子を分子の隙間に埋め込んで
高分子間の相互作用を補強する手法であり,Strathclyde大
学のSkabara教授らとの共同研究の成果である.
《論文5/講
演1-5》.加えて,コール酸結晶が作る包摂空間中でベンゼ
ンが右巻きの2/1らせん型配列をとることをキラル分光の
観点から初めて明らかにした.従来アキラル分子が形成す
る2/1らせんに左右の区別はなくキラリティーは無いとす
るのが定説であったが,分子の傾きがらせん構造に向きを
与 え る こ と を 証 明 し た . こ れ は Catanzaro 大 学 の
Pietoropaolo助教授,北京大学のHeng Wang氏,Wenbin Wang
氏,台湾成功大学のChen-Yi Chou氏,および大阪大学の宮
田教授らとの共同研究の成果である《論文4》.
(8) Ogawa, M.; Sogawa, H.; Koyama, Y.; Takata, T. Synthesis
of Rotaxane Cross-linked Polymers Derived from Vinyl
Monomers
Using
Metal-containing
Supramolecular
Cross-linker. Polym. J. 2015, 47, 580-584.*
(9) Okuda, H.; Koyama, Y.; Uchida, S.; Michinobu, T.;
Sogawa, H.; Takata, T. Reversible Transformation of
One-Handed Helical Foldamer Utilizing Planarity-Switchable
Spacer and C2-Chiral Spirobifluorene Units. ACS Macro Lett.
2015, 4, 462-466.*
(10) Yi, Z.; Okuda, H.; Koyama, Y.; Seto, R.; Uchida, S.;
Sogawa, H.; Kuwata, S.; Takata, T. Exact Helical Polymer
Synthesis by a Two-point-covalent-linking Protocol between
C2-Chiral Spirobifluorene and C2- and Cs-Symmetric
Anthraquinone Monomers. Chem. Commun. 2015, 51,
10423-10426.*
(11) Koyama, Y.; Lee, Y.-G.; Kuroki, S.; Takata, T. Synthesis,
13
C NMR, and UV Spectroscopic Study of 13C-Labeled
Nitrile N-Oxide. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 7038-7042.*
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
総説/解説/報告
(1) 中野環,王玥,吉満隼人,光がつくる物質のキラリテ
ィー:円偏光によるらせん高分子合成.化学,70,66-67
(2015).
Catanzaro University (Italy) ・ Assistant Professor Adriana
Pietropaolo「超分子のキラル構造に関する理論的解析」
/Peking University (China)・Professor Xinhua Wan「ポリスチ
レ ン 誘 導 体 の 光 を 用 い た 光 学 活 性 化 研 究 」 /Korea
University (Korea)・Professor Jung-Il Jin「有機磁性体の合成
研究」/芝浦工業大学工学部永直文准教授「架橋高分子触
媒の合成と機能」/室蘭工業大学工学部中野英之教授「発
光 性 高 分 子 の 合 成と 性 質 に 関 す る 研 究 」 /Washingtong
University (USA)・Associate Professor Christine K. Luscombe
「ポリチオフェン類の光によるキラル構造誘起」
/University of Strathclyde (UK) ・Professor Peter J. Skabara
「星形フルオレンオリゴマーの光学活性化」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Sugino, H.; Koyama, Y.; Nakano, T. A High Triplet-Energy
Polymer: Synthesis and Photo-Physical Properties of a
π-Stacked Vinyl Polymer Having Xanthone Moiety in the
Side Chain. RSC Advances 2015, 5, 2131-21315.*
(2) Gudeangadi, P. G.; Sakamoto, T.; Shichibu, Y.; Konishi,
K.; Nakano, T. Chiral Polyurethane Synthesis Leading to
π-Stacked 2/1-Helical Polymer and Cyclic Compounds. ACS
Macro Lett. 2015, 4, 901-906.*
(3) Yang, W.; Nakano, T. Synthesis of Poly(1,10-phenanthroline-5,6-diyl)s
Having
a
π-Stacked,
Helical
Conformation. Chem. Commun. 2015, 51, 17269-17272.*
(4) Wang, W.; Pietropaolo, A.; Wang, W.: Chou, C.-Y.; Hisaki,
I.; Tohnai, N.; Miyata, M.; Nakano, T. Right-handed 2/1
Helical Arrangement of Benzene Molecules in Cholic Acid
Crystal Established by Experimental and Theoretical Circular
Dichroism Spectroscopy. RSC Advances 2015, 5,
101110-101114..*
(5) Wang, Y.; Kanibolotsky, A. L.; Skabara, P. J.; Nakano, T.
Chirality Induction Using Circularly Polarized Light to a
Branched Oligofluorene Derivative in the Presence of Achiral
Aid Molecule. Chem. Commun. 2016, 52, 1919- 1922.*
(6) Nakano. T. Polymer Education in Japan. Macromol.
Symp. 2015, 355, 61-67.*
(7) Ogawa, T.; Usuki, N.; Nakazono, K.; Koyama, Y.; Takata,
T. Linear-cyclic Polymer Structural Transformation and Its
Reversible Control Using a Rational Rotaxane Strategy.
Chem. Commun. 2015, 51, 5606-5609.*
64
著書
(1) 小山靖人・中野環,『らせんの不斉内孔を利用する光
学活性元素ブロックの創製』,中條善樹編「元素ブロッ
ク高分子―有機-無機ハイブリッド材料の新概念―」株
式会社シーエムシー出版,東京,pp 158-165(2015).
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Nakano, T.: "Chirality Induction to Conjugated and Vinyl
Polymers and Small Molecules by Circularly Polarized
Light" MSA International Symposium on Organic Chemistry
(ISOC) 2015, Putra World Trade Center, Kuala Lumpur,
Malaysia (2015/09/21).
(2) 中野環:「円偏光を用いたキラル物質合成:高分子と
低分子の不斉構造制御」,私大戦略的研究基盤形成支援
事業「太陽光エネルギープロジェクト」講演会,近畿大
学,東大阪市(2015/08/24)
(3) Nakano, T.: "Stereo-controlled Polymers: Chiral structure
regulation in the ground and excited states, Tamaki Nakano,
First International Symposium of Institute for Catalysis
-Global Collaboration in Catalysis Science toward
Sustainable Society-" Hokkaido University, Sapporo, Japan
(2015/10/13).
(4) Nakano, T.: "Switchable Chirality Induction to Polymers
and Small Molecules Using Circularly Polarized Light" MSE
Special Lecture, Cornell University, Ithaca, New York
(2015/10/26).
(5) Nakano, T.: "Structural Control and Switching of Chiral
Polymers Using Light, Tamaki Nakano" EMN Meeting on
Polymer: Energy Materials and Nanotechnology, Eaton
Hotel, Kowloon, Hong Kong, China (2016/1/13).
(6) Koyama, T.; Nakano, T: "Synthesis and Properties of
Modified Amylose Containing Alkyl Spacer at a Regular
Interval in the Main Chain" Spring Meeting of the Polymer
Society of Korea, Daejeon, Korea. (2015/4/09).
(7) 小山靖人:「主鎖にスペーサー構造を有する構造改変
アミロースの合成と特異なゲスト包接挙動」,文部科学
省科学研究費新学術領域研究「元素ブロック高分子材料
の創出」第7回公開シンポジウム,東京(2016/1/29).
年報2015・研究室編●
実用化推進系
Department of Practical Applications
研究開発部門/Research and Development
Division
年は産総研と大手電機メーカーとの間で共同研究を1件開
始するに至った.
(3)JSTのACCELプログラムPM補佐として,
特許出願,研究会開催.ビジネスチャンスの発掘を行った.
■2015年度の構成員
■研究関連
〈教授〉西田まゆみ・〈准教授〉安田友洋・〈学術研究員〉
盛田澄子
水性ガス逆シフト反応(RWGSR: Reverse Water Gas Shift
Reaction)はCO2/H2 混合ガスからCO/H2Oを合成する反応
(Fig. 1)で,水素を過剰に仕込むことにより合成ガス
(CO/H2)を得ることができる.従って水性ガス逆シフト
反応を用いれば,従来の有毒なCOを出発原料とする化学反
応プロセスを,毒性の極めて低いCO2を出発原料とするプ
ロセスに置き換えることができる可能性がある.今年度は
産総研触媒化学融合研究センターの富永健一博士との共
同研究の下,Supported Ionic Liquid Phase(SILP)型触媒を
用いたRWGSRの検討を行った(Fig. 1).SILP型触媒は均一
系触媒をシリカ微粒子なのどの多孔質の担体にごく薄い
イオン液体層により固定化した触媒で,均一系触媒を固体
触媒のように取り扱うことができ,反応ガスなどの物質供
給が行われやすいのが特徴である.
本研究では触媒としてルテニウムクラスター触媒
(Ru3(CO)12)を用い,種々のイオン液体を溶媒として用い
た均一系と,同じイオン液体からなるSILP型触媒系の比較
を行っている.
■2015年度のうごき
2015年4月に准教授安田友洋が着任し,研究開発部門メ
ンバーは教授西田まゆみと学術研究員盛田澄子の3名とな
った.
教授西田まゆみは,2015年4月から北海道大学と国立研
究開発法人産業技術総合研究所の間で導入されたクロス
アポイントメント制度を利用して,北大クロスアポイント
メント教員第一号として産総研にも籍を置くこととなっ
た.現在クロスアポイントメントフェローという立場で触
媒化学融合研究センター内に設けられた北大クロスアポ
イントメントチームのチーム長を勤めている.
准教授安田友洋は,共同研究推進のため産総研触媒化学融
合研究センター内に設置された北大実験室に常勤してい
る.
■2015年度のトピック: (1)日本の触媒研究を牽引す
る研究組織である北海道大学・触媒科学研究所,理化学研
究所・環境資源科学研究センター・計算科学研究機構およ
び産業技術総合研究所・触媒化学融合研究センター・人工
知能研究センターが合同チームを結成し,教授西田まゆみ
がプログラムマネージャー(PM)となって「キャタリスト
インフォマティクスによる空気資源化触媒の創成」をテー
マに,内閣府革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)に
応募した.残念ながら採択には至らなかったが,その後も
北大-理研-産総研合同チームによるプロジェクトは継
続し,2015年12月24日に「第一回 理研-北大-産総研合
同「触媒研究」シンポジウム -知の発掘と革新触媒創造
をめざすキャタリストインフォマティクス-」と題して産
学官を代表する研究者を招き,シンポジウムを開催した.
参加者は200人に及び,産学官のこのテーマへの関心の深
さを改めて認識するものとなった.
(2)研究開発部門には
色々な分野の企業から触媒に関する問い合わせがあり,内
容に合わせて大学,産総研の研究者を紹介している.2015
●年報2015・研究室編
Conditions
Conditions
RWGSR
RWGSR
CO2 ++ HH2
CO
2
2
cat.
cat.
CO
+ H
CO
+ 2O
H 2O
Autoclave
Autoclave
PCO2
= 2 MPa
= 2 MPa
6 MPa
PH2P=CO2
oC, 5h
140
PH2
= 6 MPa
140 oC, 5h
CO
CO
H22OO
Ionic Liquid
Liquid
Ionic
catalyst
catalyst
CO22
CO
HH22
SILP catalyst
SILP
catalyst
Fig. 1 Description of RWGSR using SILP catalyst.
■2015年度の業績
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) 西田まゆみ:「AcademyとIndustryの懸け橋に」,第
54回オーロラセミナー,ほろしん温泉ほたる館,幌新
(2015/07/26)
(2) 安田友洋:「イオン液体の固体薄膜化と無加湿燃料電
池 へ の 応 用 」 第 127 回 燃 料 電 池 研 究 会 依 頼 講 義
(2015/05/20)
(3) Tomohiro Yasuda, Ken-ichi Tominaga, Mayumi Nishida,
"Hydroformylation of Olefin with Carbon Dioxide Using
Supported Ionic Liquid Phase (SILP) Catalyst System" First
International Symposium of Institute for Catalysis, Hokaido
University,Sapporo (2015/10/14)
(4) 西田まゆみ:
「AcademyとIndustryの懸け橋に」,触媒
化学融合研究センター講演会,国立研究開発法人産業
65
技術総合研究所つくばセンター,つくば市(2015/12/7)
(5) Tomohiro Yasuda, Ken-ichi Tominaga, Mayumi Nishida,
"Reverse Water Gas Shift Reaction with Carbon Dioxide
Using Supported Ionic Liquid Phase (SILP) Catalyst
System" 第 5 回 統 合 国 際 シ ン ポ ジ ウ ム , Nagoya
University,Nagoya (2016/1/28)
Li2S/graphene composite for lithium-sulfur
Nanoscale 2015, 7, 14385-14392. *
batteries.
特許
安田友洋,西田まゆみ,富永健一,佐藤一彦「一酸化炭
素製造用触媒組成物および一酸化炭素製造方法」特願
2016-86
原著論文(*:審査つき)
(1) Li, Z.; Zhang, S.; Zhang, C.; Ueno, K.; Yasuda, T.; Tatara,
R.; Dokko, K.; Watanabe, M. One-pot pyrolysis of lithium
sulfate and graphene nanoplatelet aggregates: in situ formed
66
年報2015・研究室編●
ターゲット研究部
Department of Target Research
クラスターの設置と終了
ターゲット研究部は,各研究部門とは別に,触媒を機軸
とした科学・技術のイノベーションを目的とした研究組織
で,自立集合型の拠点型および展開型の研究クラスターか
ら構成される.拠点型研究クラスターはおもに触媒科学研
究所内の教員によって構成され,触媒および関連分野のコ
ミュニティにおける幅広い連携研究活動を行うことを目
的とし,展開型研究クラスターは准教授をリーダーとして
学内外の研究者から構成され,触媒に関連するトピックを
研究することを目的としている(展開型研究クラスターの
リーダーである准教授は基礎研究系の各研究部門と兼
任).
研究クラスターの設置と終了はターゲット研究部会議
において審議,決定される.2007年4月に前身である触媒
ターゲット研究アセンブリが設置されて以来,拠点型2,
展開型14の合計16の研究クラスターが設置され,リーダー
の異動などにともなって,2014年度までに拠点型1,展開
型7の合計8の研究クラスターの活動が終了した.これまで
の研究クラスターは下表のとおり(2014年度までに終了し
たクラスターはグレーで表示).
2015年度には,2015年8月に展開型クラスターとして「水
中機能酸塩基触媒研究クラスター」(リーダー:中島清隆
准教授《旧物質変換化学研究部門,現物質変換研究部門》)
が設置された.
分類
研究クラスター名
リーダー
設置日
終了日
拠点型
触媒ネットワーク
大谷文章
2007/4/1
2009/9/30
拠点型
サステナブル触媒
長谷川淳也
2009/10/1
展開型
不斉反応場
小笠原正道
2007/4/1
2016/3/31
展開型
規制表面場材料合成
Wang Jae CHUN(朝倉清高)
2007/4/1
2009/3/31
展開型
構造制御表面反応場
髙草木達
2008/10/1
展開型
結晶機能化
阿部竜
2007/4/1
2012/3/31
展開型
エネルギー変換場
竹口竜弥
2007/4/1
2014/3/31
展開型
バイオ変換
福岡淳
2007/4/1
2010/3/31
展開型
バイオインターフェース
Shen YE
2007/4/1
展開型
分子集積反応場
原賢二
2009/4/1
2015/3/31
展開型
秩序構造反応場
山内美穂
2009/4/1
2011/12/31
展開型
機能複合型グリーン触媒
清水研一
2010/10/1
2015/3/31
展開型
光機能性プラズモン粒子
Ewa KOWALSKA
2013/2/1
展開型
バイオポリマー
小山靖人
2013/10/1
展開型
量子シミュレーション
中山哲
2014/8/1
展開型
水中機能酸塩基触媒
中島清隆
2015/8/1
●年報2015・研究室編
2016/3/31
67
サステナブル触媒研究クラスター/
Research Cluster for Sustainable Catalyst
■2015年度の構成員
〈リーダー/教授〉長谷川淳也・〈教授〉朝倉清高・〈特
任教授〉大澤雅俊・〈教授〉大谷文章/高橋保/福岡淳/中
野環/西田まゆみ/清水研一
■研究課題
1.サステナブル触媒事業推進
持続可能な社会に向けた技術革新を可能とする新しい
エネルギー・資源・物質変換の触媒化学・技術研究の推進
を目的に各種活動を支援した.
行った.また,4月25日に北の国触媒塾を共催し,8月28
日にGaussianプログラムの利用講習会を実施した.
2015年度のトピック: 触媒研究支援・人材育成事業の一
環として,8月28日にGaussianプログラムの利用講習会を
実施した.20名の参加者があり,1名は企業から,2名は北
大他部局からの参加があった.また,固体計算プログラム
に適した計算機システムを構築する必要があり,新たにワ
ークステーション2機の追加配備を行った.均一系と不均
一系の計算に対応できる環境が整備されつつある状況で
ある.今後も継続して,計算機システムの利便性向上に努
める.
2.触媒高度解析事業推進
理論・シミュレーション分野の基盤整備を行った.具体
的には,ワークステーション(2台)を追加配備した.ま
た,固体や固体表面の計算が可能なFHI-AIMSプログラムを
導入した.インターネット接続されており,各部門から計
算が可能な環境を整えた.今後もユーザーIDは随時発行す
る.
3.触媒データベース事業
触媒に関係する膨大な科学技術情報の体系化を目的に,
web上に触媒データベース(触媒物質,XAFS)を構築し運
営している.清水准教授が担当し,データ収集,運用が進
んでいる.
4.触媒研究支援・人材育成事業
触媒高等実践研修プログラムを企画,実施した(センタ
ーのHPにて常時開設).企業からの研修を受け入れ,量子
化学の基礎の講述とGaussianプログラムを用いた実習を
68
年報2015・研究室編●
不斉反応場研究クラスター/Research
Cluster for Development of
Non-centrochirality As Novel Asymmetric
Reaction Media
■2015年度の構成員
〈リーダー/准教授〉小笠原正道・〈教授〉中野環・〈学
外研究協力教員/名古屋工業大学〉柴田哲男・〈学外研究
協力教員/首都大学〉野村琴広・〈学外研究協力教員/岡山
大学〉西原康師・〈学外研究協力教員/熊本大学〉中島誠・
〈学外研究協力教員/京都大学〉阿部竜・〈学外研究協力
教員/大阪府立大学〉神川憲・〈学外研究協力教員/千葉大
学〉吉田和弘
■研究課題
本研究では,軸不斉,軸不斉,螺旋不斉といった「非中
心不斉」を有する化合物の効率的な不斉合成法の開発,お
よびそれらのキラル化合物の不斉試薬,不斉触媒,不斉反
応場としての応用を目的とする.
立体選択的合成手法,とりわけエナンチオ選択的合成反
応の開発は近年の合成化学における最も重要な課題の一
つであり,活発な研究が行われている.しかしながら,こ
の分野の従来の報告例のほとんどは,炭素上に中心不斉を
誘起するものであり,「非中心不斉」を有する化合物の触
媒的不斉合成の成功例は非常に限られている.一方,軸不
斉・面不斉を有する化合物は,不斉合成反応における効果
的なキラル・テンプレートであることが知られている.す
なわち,
「非中心不斉化合物」の不斉合成は,潜在的な「不
斉触媒種(あるいはその前駆体)
」の不斉合成ととらえる
ことができる.
1.不斉メタセシス反応を利用した面不斉(アレーン)ク
ロム錯体の触媒的不斉合成
面不斉をもつ(アレーン)クロム誘導体は,不斉触媒や
不斉配位子などに応用されキラルなテンプレートとして
有機金属化学の中で非常に重要な化合物である.しかしな
がら,それらの触媒的不斉合成法はほとんど報告されてい
なかった.キラルなSchrock型モリブデン・カルベン錯体
を用いた不斉閉環メタセシス反応により面不斉を有する
(アレーン)クロム錯体を非常に高いエナンチオ選択性で
速度論分割する反応を開発した.
Cs対称置換(アレーン)クロム錯体1を不斉モリブデン−
アルキリデン触媒を用いてベンゼン中で反応させると,面
不斉に関する不斉閉環メタセシス反応が速やかに進行し,
架橋(アレーン)クロム錯体(-)-2が高エナンチオ選択的
に,かつほぼ定量的に生じる.ここで得られる架橋錯体の
光学純度は99%以上に達する.
●年報2015・研究室編
ここで,基質1の二つのプロペニル基の間の置換基とし
て,インドリル基やナフチル基を導入すると,アレーン−
窒素,あるいはアレーン−炭素間の単結合軸の回転が阻害
されるため,モリブデン触媒不斉閉環メタセシス反応にお
いて,面不斉と軸性の不斉が同時に誘起される.この反応
もまた,非常に高いエナンチオ選択性で進行し,架橋体が
99%eeを越える光学純度で得られる.
(アレーン)クロム錯体は,空気中で太陽光を照射する
ことにより,酸化的に脱クロムできることが知られてい
る.上記の反応により得られた「面不斉かつ軸不斉を有す
る(アレーン)クロム錯体」をイオウ存在下で酸化的に脱
クロムすると,アトロプ異性による軸不斉ビアリール類が
光学純度を保持したまま単離できる.すなわち,ここで見
出したプロセスは「軸不斉ビアリールの間接的触媒的不斉
合成法」とみなすことができる.
69
2015年度のトピック: 大阪府立大学,神川研究室との共
同研究により,面不斉(アレーン)クロム錯体を均一系触
媒による反応により「触媒的に不斉合成」する手法の開発
に成功した.また,適切な置換基を(アレーン)クロム基
質に導入することにより,面不斉と軸不斉の同時誘起が可
能であり,それらの生成物から酸化的に脱クロムすること
により,軸性の不斉を有する(ヘテロ)ビアリール類が非
常に高いエナンチオ選択性で得られることを示した《論文
2》.
2.不斉メタセシス反応を利用した面不斉フェロセニルホ
スフィン類の触媒的不斉合成
クラスター・リーダーにより開発されてきた「モリブン
デン触媒不斉メタセシス反応による面不斉錯体の速度論
分割反応」を応用することにより,不斉配位子として利用
できる面不斉メタロセニルホスフィン誘導体を高いエナ
ンチオ選択性で得ることができる.メタロセニルホスフィ
ン基質は以下の3つの特徴を有する:(1) C1-対称面不斉,
(2) 嵩高いAr2P(=S)-の隣接位に導入された無置換アリル
基,(3) 一置換Cp上のメタリル基.モリブデン触媒の失活
を防ぐため,ホスフィン置換基はスルフィドで保護してい
る.いずれの基質も高い選択性で速度論分割され,90%ee
を超える光学純度で面不斉メタロセニルホスフィン誘導
体が得られる.ホスフィンスルフィド5の速度論分割には
不斉触媒として(R)-Mo2の選択が重要であり,他の反応系
で有効であった種々のモリブデン錯体は十分な触媒活性
を示さない.
2015年度のトピック: 従来より検討をすすめている、
「触
媒的に面不斉遷移金属錯体の立体を制御する反応」を応用
し、不斉配位子として利用可能な面不斉フェロセニルホス
フィン誘導体を効率良く触媒的に不斉合成する手法の開
発に成功した.また,得られた面不斉フェロセニルホスフ
ィン類を不斉配位子としてロジウム触媒反応に応用し、高
いエナンチオ選択性を示すことを見出した《論文6》.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻阿部
竜教授「機能性有機分子と無機半導体の融合による高効率
可視光水分解系の開発」/神戸大学大学院工学研究科森敦
紀教授「遷移金属触媒不斉閉環メタセシス反応による大環
状軸不斉ヘテロビアリールのエナンチオ選択的合成法の
開発」/大阪府立大学大学院理学系研究科神川憲教授「閉
環メタセシスによる架橋マンガン錯体の合成」/熊本大学
大学院生命科学研究部中島誠教授/熊本大学大学院先導機
70
構小谷俊介准教授「キラルな新規ホスフィンオキシドのル
イス塩基不斉有機分子触媒としての応用」/千葉大学大学
院理学研究科吉田和弘准教授「メタロセン縮環面不斉ジア
ルキルアミノピリジン誘導体の不斉合成法の開発」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Okayama, Y.; Tsuji, S.; Toyomori, Y.; Mori, A.; Arae, S.;
Wu, W.-Y.; Takahashi, T.; Ogasawara, M. Enantioselective
Synthesis of Macrocyclic Heterobiaryl Derivatives of
Molecular
Asymmetry
by
Molybdenum-Catalyzed
Asymmetric Ring-Closing Metathesis. Angew. Chem. Int. Ed.
2015, 54, 4927-4931.*
(2) Kamikawa, K.; Arae, S.; Wu, W.-Y.; Nakamura, C.;
Takahashi, T.; Ogasawara, M. Simultaneous Induction of
Axial and Planar Chirality in Arene-Chromium Complexes
by Molybdenum-Catalyzed Enantioselective Ring-Closing
Metathesis. Chem. Eur. J. 2015, 21, 4954-4957.*
(3) Arae, S.; Nakajima, K.; Takahashi, T.; Ogasawara, M.
Enantioselective Desymmetrization of 1,2,3-Trisubstituted
Metallocenes by Molybdenum-Catalyzed Asymmetric
Intraannular Ring-Closing Metathesis. Organometallics,
2015, 34, 1197-1202.*
(4) Ogasawara, M.; Wada, S.; Isshiki, E.; Kamimura, T.;
Yanagisawa, A.; Takahashi, T.; Yoshida, K. Enantioselective
Synthesis of Planar-Chiral Ferrocene-Fused 4-Pyridones and
Their Application in Construction of Pyridine-Based
Organocatalyst Library, Org. Lett. 2015, 17, 2286-2289. *
(5) Tseng, Y.-Y.; Kamikawa, K.; Wu, Q.; Takahashi, T.;
Ogasawara,
M.
Ring-Closing
Metathesis
of
(η5-Alkenylcyclopentadienyl)(alkenylphosphine)manganese(
I) Dicarbonyl Complexes, Adv. Synth. Catal. 2015, 357,
2255-2264. *
(6) Ogasawara, M.; Arae, S.; Watanabe, S.; Nakajima, K.;
Takahashi, T. Kinetic Resolution of Planar-Chiral
Ferrocenylphosphine Derivatives by Molybdenum-Catalyzed
Asymmetric Ring-Closing Metathesis and Their Application
in Asymmetric Catalysis. ACS Catal. 2016, 6, 1308-1315. *
(7) Kotani, S.; Kai, K.; Shimoda, Y.; Hu, H.; Gao, S.; Sugiura,
M.; Ogasawara, M.; Nakajima, M. Concise Asymmetric
Construction of C2-Symmetric 1,9-Diarylnonanoids Using
Hypervalent Silicon Complex: Total Synthesis of
(–)-Ericanone, Chem. Asian J. 2016, 11, 376-379. *
総説/解説/報告
(1) Arae, S.; Ogasawara, M. Catalytic Asymmetric Synthesis
of Planar-Chiral Transition-Metal Complexes. Tetrahedron
Lett. 2015, 56, 1751-1761.*
(2) 小笠原正道,メタセシス反応による面不斉遷移金属錯
体の触媒的不斉合成,ファインケミカル,45,15-23,
(2016)*
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Ogasawara, M.: "Catalytic Asymmetric Synthesis of
Planar-Chiral Zirconocene Derivatives and Their Application
in Carbometallation Reactions" Pure and Applied Chemistry
International Conference 2016 (PACCON 2016), Bangkok,
Thailand (2016/02/09-11).
(2) Ogasawara, M.: "Catalytic Enantioselective Synthesis of
Planar-Chiral Zirconocenes and Application in Asymmetric
Catalysis" International Science & Nature Congress
(ISNaC2015), Kuala Lumpur, Malaysia (2015/09/21-23).
(3) Ogasawara, M.:
「面不斉遷移金属錯体の触媒的不斉合成
と有機合成反応への応用」,Symposium on Molecular
Chirality,分子不斉研究機構(MCRO),早稲田大学西早稲
田キャンパス,東京(2015/06/12-13).
年報2015・研究室編●
構造制御表面反応場研究クラスター/
Research Cluster of Well-defined Surface
Structures for Precise Reaction Control
■2015年度の構成員
〈リーダー/准教授〉髙草木達・〈教授〉清水研一・〈客
員准教授/東京工科大学〉原賢二・〈学内研究協力教員/
地球環境科学研究院教授〉八木一三・〈学外研究協力教
員/東京大学〉佃達哉・〈学外研究協力教員/慶應義塾大
学〉角山寛規・
〈学外研究協力教員/NIMS〉魚崎浩平/〈NIMS〉
増田卓也・
〈学外研究協力教員/国際基督教大学〉Wang Jae
CHUN〈学外研究協力教員/お茶の水女子大学〉近藤敏啓
■2015年度のうごき
本年度も当研究クラスターでは,構造規制された表面上
での原子レベル構造解析や触媒反応測定を行った.また,
共同研究を学内外で積極的に推進した.例えば,インフォ
マティクス手法を用いた触媒活性因子の予測について,ク
ラスター構成員である清水研一教授と情報科学研究科
瀧川一学准教授とともに検討した.
■研究課題
本研究クラスターの目標は,酸化物単結晶表面を機能性
分子や金属ナノクラスター等で様々に修飾することで精
密に構造制御された物質変換反応場を創成し,反応機構の
解明と新しい触媒作用の創出を行うことである.本年度は
原子レベルで構造が規定されている二酸化チタン単結晶
表面を反応場形成の土台として用い,ウェットプロセスに
より構築した金属種の三次元構造を,開発した偏光全反射
蛍光(PTRF)XAFS法をはじめとした種々の表面分析手法に
より決定した.
1.偏光全反射蛍光XAFS法の開発とこれを用いた酸化物上
金属種の原子レベル構造解明
固体表面に高分散した触媒活性点の構造を調べること
は非常に難しい.近年STMやAFMにより直接固体表面の原子
像を直接観察できるようになったが,STMやAFMの分解能で
は,より微細な結合情報を得ることはできない.一方,XAFS
法は,X線吸収原子周辺の結合情報を与えるが,基板表面
に応用するには,感度が不十分である.われわれは,超高
真空下で試料調製・測定が可能な偏光全反射蛍光XAFS法
(PTRF-XAFS)を開発し,XAFS法を高感度化する事に成功
した.
(図1がその装置の図であり,ムサシノエンジニアリ
ングより市販されている.)
2015年度のトピック: この技術により,0.01 ML程度し
か存在しない超微量金属種の基板表面構造を決定するこ
とができることを示した.しかも放射光の偏光特性を利用
するとTiO2(110)表面基板上の金属種の3次元立体構造情
報を得ることができる.この装置を用いて研究を展開し
た.本年度は,メルカプト安息香酸で修飾したTiO2(110)
表面でのNiの単原子構造に関して検討を行った.Niはメル
カプト安息香酸のS原子及びTiO2のO原子と結合し,直線形
のS-Ni-O構造を形成することがわかった.今後,FEFFを用
いたシミュレーションにより詳細な三次元構造を決定す
るとともに.別途立ち上げを行っている超高真空触媒反応
測定装置を用い.触媒反応特性についても検討を行ってい
く.
●年報2015・研究室編
図 1. 偏光全反射 XAFS 用測定チャンバー
2.溶液プロセスを用いた酸化物単結晶表面上での金属種
の分散状態制御
担持金属触媒では金属クラスターの構造や形状の制御
が重要である.通常,酸化物単結晶表面に金属を導入した
場合,金属原子は表面を容易に拡散するため,1 nm以下の
構造や形状を制御した微小ナノ構造体を得ることは難し
い.そこで酸化物単結晶表面をあらかじめ機能性分子で修
飾し,その後金属を導入し,吸着分子との相互作用による
構造制御を試みている(図2).このとき溶液プロセスを用
いると,超高真空下などに比べ原子レベルで平坦なTiO2
単結晶表面が容易に得られ,また蒸気圧の制限を受けずに
多種類の分子を選択できるメリットがある.
2015年度のトピック: 我々はすでに,TiO2(110)表面を
メルカプト安息香酸で修飾し,CuまたはAuを真空蒸着する
とこれらを単原子状に分散化できることを見出し,その三
次元構造を偏光全反射蛍光XAFS法により決定している.
本年度は他の金属への適用可能性をさらに検討するた
め,Niを蒸着した場合を調べた.図3(a)(黒線)はTiO2(110)
表面上に溶液からo-メルカプト安息香酸(o-MBA)を吸着
後(溶媒はエタノール)
,Niを真空蒸着したときの偏光全
反射蛍光EXAFSスペクトルである.図3(a)をカーブフィッ
ト解析した結果,Ni-Niは観察されず,Ni-SとNi-Oの寄与
が大きいことがわかった.詳細な3次元構造を,FEFFを用
いた理論シミュレーションにより検討した結果,図3(b)
に示す構造モデルが最もよく実験スペクトルを再現した
(図3(b)の構造モデルからシミュレーションしたスペク
トルが図3(a)の赤線).すなわち,Niは凝集せず,メルカプ
ト安息香酸のS(硫黄)とTiO2の格子酸素と結合を形成す
ることで,単原子状に構造安定化することがわかった.な
お,Niの局所構造(硫黄-ニッケル原子-酸素)はCu,Auの
場合と同様で,結合角がわずかに異なるだけであった
以上の結果から,金属と強く相互作用する官能基を有す
る分子をあらかじめ酸化物表面に吸着させておくことで,
種々の金属(Cu,Au,Ni)の凝集状態を制御できる可能性
を示せた.今後は他の金属についてさらに検討を行うとと
もに,金属の蒸着量を制御してダイマーやトライマーの調
製を試みる.また実際に触媒反応を行い,構造と反応性の
相関を明らかにしていく.
71
図2 TiO2(110)上での機能性分子を用いた金属種の構
造・形状制御.
(a)
(b)
図3(a) Ni/o-MBA/TiO2(110)の偏光全反射EXAFSスペクトル.
黒線は実験スペクトルで赤線はシミュレーション.(b)三次元構
造モデル.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
北海道大学八木一三教授,加藤優助教「Cu複核錯体を用い
た高効率酸素還元電極触媒の開発とin-situ XAFSによる
メカニズム解明」/慶應義塾大学近藤寛教授,吉田真明助
教「コバルトリン化物薄膜電極を用いた水の光分解の
in-situ XAFS追跡」/豊田中央研究所渡邊佳英博士,西村
友作博士「TiO2(110)表面上に担持したサイズ選別Ptクラ
スターの三次元構造解析」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Murata, N.; Kobayashi, M.; Okada, Y.; Suzuki, T.; Nitani,
H.; Niwa, Y.; Abe, H.; Wada, T.; Mukai, S.; Uehara, H.;
Ariga, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K. A high-temperature in
situ cell with a large solid angle for fluorescence X-ray
absorption fine structure measurement. Rev. Sci. Instrum.
2015, 86, 034102.
(2) Ohba, T.; Kubo, H.; Ohshima, Y.; Makita, Y.; Nakamura,
N.; Uehara, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K. EXAFS Studies
of Pd Nanoparticles; Direct Evidence for Unusual Pd-Pd
Bond Elongation. Chem. Lett. 2015, 44, 803-805.
72
(3) Ma, T.; Miyazaki, K.; Ariga, H.; Takakusagi, S.; Asakura,
K. Investigation of the Cleanliness of Transferred Graphene:
The First Step toward Its Application as a Window Material
for Electron Microscopy and Spectroscopy. Bull. Chem. Soc.
Jpn. 2015, 88,1029-1035.
(4) Yoshida, M.; Mineo, T.; Mitsutomi, Y.; Yamamoto, F.;
Kurosu, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K.; Kondoh, H.
Structural Relationship between CoO6 Cluster and Phosphate
Species in a Cobalt-Phosphate Water Oxidation Catalyst
Investigated by Co and P K-edge XAFS. Chem. Lett. 2016,
45, 277-279.
(5) Mauriello, F.; Ariga, H.; Musolino, M. G.; Pietropaolo, R.;
Takakusagi, S.; Asakura, K. Exploring the Catalytic
Properties of Supported Palladium Catalysts in the Transfer
Hydrogenolysis of Glycerol. Appl. Catal. B: Environ. 2015,
166–167, 121-131.*
(6) Kato, M.; Kimijima, K.; Shibata, M.; Notsu, H.; Ogino, K.;
Inokuma, K.; Ohta, N.; Uehara, H.; Uemura, Y.; Oyaizu, N.:
Ohba, T.; Takakusagi, S.; Asakura, K.; Yagi, I.
Deprotonation of a Dinuclear Copper Complex of
3,5-Diamino-1,2,4-Triazole for High Oxygen Reduction
Activity. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 8638-8641.*
(7) Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Ohba,
T.; Niwa, Y.; Nozawa, S.; Sato, T.; Ichiyanagi, K.; Fukaya,
R.; Adachi, S.; Katayama, T.; Togashi, T.; Owada, S.;
Ogawa, K.; Yabashi, M.; Hatada, K.; Takakusagi, S.;
Yokoyama, Y.; Ohtani, B.; Asakura, K. Dynamics of
photoelectrons and structural changes of tungsten trioxide
observed by femtosecond transient XAFS. Angew. Chem. Int.
Ed. 2016, 55, 1364-1367.
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Takakusagi, S.; Nojima, H.; Kunimoto, A.; Miyazaki, K.;
Ariga, H.; Uehara, U.; Chun, W.-J.; Iwasawa, Y.; Asakura,
K,: "Polarization dependent total reflection fluorescence
(PTRF) XAFS study of atomically dispersed metals on a
TiO2(110) surface" The 17th International Symposium on
Relations between Homogeneous and Heterogeneous
Catalysis (ISHHC17), Utrecht University, Utrecht,
Nederland (2015/7/14)
(2) 髙草木達:「単結晶表面上に形成した金属ナノ構造の
高分解能計測と表面化学プロセスの原子レベル観察」,
第7回岩澤コンファレンス「サステイナブル社会のため
の最先端触媒化学・表面科学」
,千葉大学(2015/9/29)
[招待講演]
(3) Takakusagi, S.; Nojima, H.; Kunimoto, A.; Miyazaki, K.;
Ariga, H.; Uehara, U.; Chun, W.-J., Iwasawa, Y.; Asakura,
K.: "Polarization dependent total reflection fluorescence
(PTRF)-XAFS study of atomically dispersed metals on a
TiO2(110) surface premodified with mercaptobenzoic acid
molecules" The 2015 International Chemical Congress of
Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015), Hawaii
Convention Center, Hawaii, USA (2015/12/16)
(4) Takakusagi, S.; Asakura, K.: "Single Metal Dispersion on a
TiO2(110) Surface Premodified with a Mercapto
Compound" The 5th International Conference on MEXT
Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
"Chemical Science for Future Societies", Nagoya
(2016/1/29)
(5) 髙草木達;朝倉清高:
「偏光全反射蛍光XAFS法による
酸化物上金属ナノ構造の三次元可視化」,第2回放射光
連携研究ワークショップ,JPタワーホール&カンファ
レンス(2016/2/18)[招待講演]
年報2015・研究室編●
72
バイオインターフェース研究クラスター/
Research Cluster of Bio-Interface
■2015年度の構成員
〈リーダー/准教授〉Shen YE〈客員教授/九州大学〉田中
賢・〈学内研究協力教員/理学研究院教授〉村越敬・〈学
外研究協力教員/京都大学〉今堀博・〈学外研究協力教員
/NIMS〉Jinhua YE
■研究課題
表面や界面における分子構造がその物質の機能性・物性
を左右する重要な要素である.我々は,和周波発生(SFG)
振動分光法(図1)や原子間力顕微鏡(AFM)などの手法を
用い,生体膜や機能性材料の界面分子構造の解明を通じ
て,その機能性発現の機構を分子レベルで解明し,新しい
機能性材料の構造設計に情報を提供する.例えば,タンパ
ク質や酵素などの様々な生体分子が生体膜との反応に伴
い,膜表面の分子構造及び形状変化についてその場で高感
度に追跡し,バイオインターフェースでの化学反応の反応
機構の解明を目指す.また,リチウム空気電池などの二次
電池の電極と有機電解質溶液との界面構造を分子レベル
で調べ,新しい蓄電池の開発にも貢献したい.
1.バイオインターフェース計測法の開発
非線形振動分光法であるSFG分光法(図1)の高い界面選
択性と界面感度を用い,生体材料を含む種々の機能性材料
界面における分子の構造と機能性との関係解明について
研究している.これまでに可視赤外可視領域に共鳴SFG分
光計測システムを構築し,バイオインターフェースにおけ
る界面分子構造の解析に応用に成功している.また,物質
表面の形状を高感度で計測できるAFMを用い,表面反応に
伴う界面モフォロジのその場観察も可能である.
2015年度のトピック: 雰囲気制御の環境下において,気
液界面におけるその場SFG測定が実現されている.気液界
面における種々の分子系の計測に成功しており,その研究
成果の一部はすでにまとめて学術論文として投稿した.
Figure 1. Scheme of Sum Frequency Generation (SFG).
2.バイオインターフェースにおける分子構造の追跡
(1)SFG信号の定量解析
生体材料の薄膜界面における分子構造を調べる際に,多
界面から発生するSFG信号や薄膜内での光干渉効果を定量
的に取り扱う数理モデルの開発に成功.膜厚や基板などの
影響について検討できるようになった.これにより,複雑
な生体薄膜の界面構造を解析できるようになった.
2015年度のトピック: 東北大学理学研究科化学専攻の森
田明弘教授との共同研究により,計算化学のアプローチに
より気液界面における分子構造について解析を進めてき
た.プロピレンカーボネート(PC)やジメチルカーボネー
トなどのカーボネート溶媒と空気との界面における分子
構造について,実測SFGスペクトルと新しいMDシミュレー
ションの両面から詳細に検討した.その成果の一部は学術
論文として投稿した.
●年報2015・研究室編
(2)生体膜とタンパク質分子との相互作用
種々の生体分子との相互作用に伴う生体膜の界面構造
の分子レベルの構造解明は,生命現象の理解に重要であ
る.これまでにリン脂質二分子膜を生体膜のモデルとして
用い,加水分解酵素の一種であるホスホリパーゼA2(PLA2)
との相互作用に伴う膜界面の分子構造の変化について,そ
の場SFG測定とAFM観察(図2)により調べている.特に酵
素反応に対する脂質分子の立体構造の選択性を有効に活
用し,酵素反応の反応機構の解明を進めてきた.また,生
体適合性高分子や固体電解質高分子材料などの機能性高
分子についてSFG分光法等により調べ,特異的な界面構造
の変化が観測され,それらの材料物性との相関についても
着目し研究を進めている.細胞膜はその柔軟性と流動性な
どの機能性を維持するために,飽和脂質分子の他に,膜内
に不飽和脂質分子が常に含まれている.一方,飽和と不飽
和脂質分子の安定性が異なるため,細胞膜の機能性への影
響が懸念されている.我々は大気に存在する極微量のオゾ
ン分子(20ppb程度)が,不飽和脂質分子を選択的に酸化
し,膜の機能性に影響を及ぼす可能性を示した.さらに,
生体適合性の高い機能性超分子材料の界面分子構造と材
料機能性発現との関係についても研究を継続している.
(b)
(a)
(c)
PLA2
0.5μm
0.5 μm New defects
New Defects (d)
(e)
(f)
aggregate
00
0.5
0.5
11μm
μm
Figure 2. AFM images of DPPC bilayer acquired (a) before and
(b-f) after injection of enzyme PLA2 at 8, 15, 17, 20 and 29 min.
2015年度のトピック: 脂質二分子膜の相転移過程につい
て,その場SFGとAFMの測定により,相転移機構について分
子レベルで調べた.これまでにConboyらがSFG測定によっ
て提案された相転移モデルの問題点を指摘し,SFGとAFM
測定の結合により,二分子膜の相転移機構を新たに提案し
た《論文7/講演2,3》.また,オゾンの曝露に伴う細胞膜の
構造変化に関する研究において,DOPCのほかに,肺胞など
に広く存在する不飽和脂質分子のPOPCについても詳しく
検討した.分子構造の違いより,極低濃度のオゾンによる
酸化分解挙動も大きく異なることを見出した《論文6/講演
1》.現在,不飽和リン脂質分子の末端官能基の影響に関す
る検討に着手しており,興味深い結果が観測され始めてい
る.一方,α-シクロデキストリン(α-CD)の環状ゲスト分
子と直鎖のポリエチレングリコール(PEG)のホスト分子か
らなるポリロタキサン超分子の機能性発現の機構を理解
するために,材料表面の分子構造についてSFG分光法によ
り調べた.特にα-CD環にメトキシ基が導入される場合の
み,タンパク質分子のフィブリノーゲンの特異的な吸着構
造が観測されたので,血小板の接着特性との関連を強く示
唆した《論文5/講演1-3》.
(3)高性能二次電池の電極溶液界面の構造解明
循環型環境社会の実現に向けて,高性能な二次電池や太
陽電池などの研究開発が急務となる.これまでに僅かな触
媒活性の向上に莫大な労力と時間が費やされた.一方,電
73
極反応の反応場となる電極溶液界面構造について分子レ
ベルで殆ど解明されず,界面構造の制御により電極触媒の
性能向上に大きな可能性を秘めている.我々は二次電池の
中に有望とされるリチウムイオン電池やリチウム空気電
池などの電極と電解質溶液との界面に着目し,その界面構
造の解明と電極性能の制御を目指し研究を進めている.リ
チウムイオン電池のLiCoO2 カソード電極や炭素アノード
極電極と,非水電解質溶液との界面について非線形振動分
光により調べ,電極表面に吸着・配向する溶媒分子の構造
について検討している.LiCoO2カソード電極と炭酸エステ
ル系リチウムイオン電池実用混合溶媒との界面について
調べた結果,エチレンカボナート(EC)溶媒分子が電極表
面に選択的に吸着されることを初めて見出した(図3).こ
のことは,リチウムイオン電池やリチウム空気電池の作動
に欠かせない固体電解質膜(SEI)の形成機構の理解や電
池耐久性能の向上への躍進と期待される.
Figure 3. Preferential adsorption of EC solvent on the LiCoO2
electrode surface.
2015年度のトピック: 二次蓄電池に用いられる有機電解
質溶液の界面構造について研究している.今年度は,気液
界面や熱蒸発炭素電極の研究のほかに,CVD法で成長され
たグラフェン単層電極表面における電気化学および分光
学的評価にも成功した.さらにリチウム空気二次電池の基
礎と応用研究に本格的にスタートした.リチウム空気電池
のカソード反応である酸素還元(ORR)及び酸素発生(OER)
の反応機構及び反応速度論について,表面増強ラマン分光
法(SERS)と紫外可視分光法などにより調べ,新しい知見が
得られている.金電極表面と溶液中での反応生成物を調べ
た結果,Li2O2の他に,LiO2が高い収率でできたことを初め
て見出した.一方,多孔質炭素電極において全く異なる結
果を得ており,電極表面形状により反応機構への影響を示
した.リチウム空気電池の充電過電圧が異常に高く,電池
実用化に大きな支障となることが知られている.本研究で
は,酸化還元の媒体分子としてTTFを用いることで,電池
の充電過電圧の低下の可能性を検討し,その作動機構と問
題点について分子レベルで議論した.《論文1,8,9/講演
4-5》.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
東北大学大学院理学研究科森田明弘教授「実験と理論計算
の協力による液体界面の非線形分光の解析」/広島大学大
学院工学研究科定金正洋准教授「赤外反射吸収分光法によ
るルテニウム置換ヘテロポリタングステート触媒の酸化
還元挙動解析」/工学院大学先進工学部応用化学科吉田直
哉准教授「和周波発生分光法による撥水性固体-水界面の
解析」/中国科学技術大学 Yanxia CHEN教授「金属単結晶
電極表面における酸素還元反応機構の解析」/中国科学技
術大学 Henxing JI教授「グラフェン薄膜表面における電極
反応機構の解析」/東京医科歯科大学生体材料工学研究所
由井信彦教授「生体高分子表面構造評価」/大阪大学大学
院工学研究科応用化学専攻松崎典弥准教授「細胞膜外基質
の構造研究」
74
■2015年度の研究業績
原著論文(すべて審査つき)
(1) Qiao, Y.; Ye, S. In-situ Study of Oxygen Reduction in
DMSO Solution: A Fundamental Study for Development of
Lithium-oxygen Battery. J. Phys. Chem. C 2015, 119,
12236-12250.
(2) Zhang, H.; Sasaki, Y.; Abe, M.; Zhang, Y.; Ye, S.; Osawa,
M. Preparation, Spectroscopy, and Electrochemistry of
Cyano-bridged
Bis(oxo-centered-hexa
(-acetato)-triruthenium) Complexes. J. Organomet. Chem. 2015, 797,
29-36.
(3) Tong, Y.; Peng, Q.; Ma, T.; Nishida, T.; Ye, S.
Photocatalytic Oxidation of the Organic Monolayers on TiO2
Surface Investigated by in-situ Sum Frequency Generation
(SFG) Spectroscopy. APL Materials 2015, 3, 104402.
(4) Ge, A.; Peng, Q.; Qiao, L.; Yepuri, N.; Darwish, T.;
Matsusaki, M.; Akashi, M.; Ye, S. Molecular Orientation of
Organic Thin Films on Dielectric Solid Substrates: A
Phase-sensitive Vibrational SFG Study. Phys. Chem. Chem.
Phys. 2015, 17, 18072-18078.
(5) Ge, A.; Seo, J.; Qiao, L; Yui, N.; Ye, S. Structural
Reorganization and Fibrinogen Adsorption Behaviors on the
Polyrotaxane Surfaces Investigated by Sum Frequency
Generation (SFG) Spectroscopy. ACS Appl. Mater. Interfaces
2015, 7, 22709-22718.
(6) Qiao, L.; Ge, A.; Liang, Y.; Ye, S. Oxidative Degradation
of the Monolayer of 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn-Glycero3-Phosphocholine (POPC) in Low-level Ozone. J. Phys.
Chem. B 2015, 119, 14188-14199.
(7) Wu, H.; Tong, Y.; Li, N.; Peng, Q.; Ye, S. Phase Transition
Behaviors of the Supported DPPC Bilayer Investigated by
Sum Frequency Generation (SFG) and Atomic Force
Microscopy (AFM). (Selected as an Inside Front Cover).
Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 1411-1421.
(8) Qiao, Y.; Ye, S. Spectroscopic Investigation for Oxygen
Reduction and Evolution Reactions with TTF as a Redox
Mediator in Li-O2 Battery. J. Phys. Chem. C 2016, 120,
15830-15845.
(9) Qiao, Y.; Ye, S. Spectroscopic Investigation for Oxygen
Reduction and Evolution Reactions on Carbon Electrodes in
Li-O2 Battery. J. Phys. Chem. C 2016, 120, 8033-8047
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Ye, S.: "Nonlinear vibrational spectroscopy study on the
interface" New Challenges of the Surface-enhanced Infrared
Spectroscopy (SEIRAS) at the Electrode / Solution Interface,
Sapporo, Japan (2016.3.17) [招待講演]
(2) Ye, S.: "Structure and Stability of Unsaturated Lipid
Monolayer under Low‐level of Ozone" First International
Symposium of Institute for Catalysis − Global Collaboration
in Catalysis Science toward Sustainable Society, Sapporo,
Japan (2015.10.15) [招待講演]
(3) 叶深:「表面科学的アプローチによるバイオインター
フェースの構造評価と機能性発現との関係研究」,2015
年電気化学会秋季大会,深谷(2015.9.12)[依頼講演]
(4) Ye, S.: "In Situ Study of Oxygen Electrochemical
Reduction for Development of Li-O2 Battery" Honorable
Speaker for the Inorganic Chemistry Lecture Series,
Changchun Institute of Applied Chemistry, Changchun,
China (2015.8.14). [招待講演]
(5) Ye, S.; Qiao, Y.; Liu, C. "In Situ Study of Oxygen
Electrochemical Reduction for Development of Li-O2
Battery" 18th National Conference on Electrochemistry,
Harbin, China (2015. 8.8). [Keynote]
年報2015・研究室編●
74
光機能性プラズモン粒子研究クラスター/
Research Cluster for Photofunctional
Plasmonic Particles
■2015年度の構成員
〈リーダー/准教授〉Ewa KOWALSKA・〈准教授〉髙草
木達・〈客員准教授/室蘭工業大学〉高瀬舞・〈学外研究
協力教員/パリ大学〉Hynd REMITA・〈学外研究協力教
員/スウィンバーン大学(オーストラリア)〉Saulius
JUODKAZIS・
〈学外研究協力教員/ウルム大学(ドイツ)〉
Sven RAU・〈学外研究協力教員/グダンスク大学(ポー
ランド)〉Adriana ZALESKA・〈学外研究協力教員/ヤ
ギェウォ大学(ポーランド)〉Wojciech MACYK・〈学
外 研 究 協 力 教 員 /The West Pomeranian University of
Technology(ポーランド)〉Antoni W. MORAWSKI・〈学
外 研 究 協 力 教 員 /The West Pomeranian University of
Technology ( ポ ー ラ ン ド ) 〉 Agata MARKOWSKASZCZUPAK
■2015年度のうごき
2012年からメンバーに変更はないが,2014年2月に触媒
反応化学研究部門に加わった遠藤摩耶学術研究員が大腸
菌類の不活性化の実験操作を担当している.パリ南大学の
Hynd REMITA教授[2015/07/05~2015/07/10]が来日し
て滞在した.Ewa Kowalska 准教授をコーディネータとし,
Hynd REMITA教授,Sven RAU教授と触媒反応化学研究部
門大谷文章教授の3グループで科学技術振興機構(JST)戦
略的国際科学技術協力推進事業の助成をうけて行った国
際共同研究「太陽光を用いる光触媒反応によるエネルギー
の創出」(2013~2014年度)のグループから大学院生アレ
ク サ ン ド レ = エ リ ソ ン [ 2015/06/26 ~ 2015/07/26 ]
Emmanuel CHARBIT[2015/05/16~2015/07/26]/マテウ
シュ=トラホフスキー[2015/07/16~2015/08/15]/アナ・
ローラ=ルナ・バロン[2015/06/21~2015/07/18]/イザ
ベラ=ヴィソツカ[2015/06/26~2015/09/20])を受入れ
共同研究を推進した.
■研究課題
本研究クラスターでは,太陽光にふくまれる可視光の波
長領域において表面プラズモン共鳴吸収をもつ光機能性
ナノ粒子,すなわち,金,銀あるいは銅などの金属あるい
は合金と広いバンドギャップをもつ半導体からなる光触
媒の開発をめざしている.これらの光触媒を用いる紫外あ
るいは可視光照射下での汚染物質分解の反応機構および
LSPR吸収により生じる電場による光触媒活性向上の効果
を検討し,主要な反応条件および光触媒活性と物理化学的
特性の相関を明らかにする.さらにこのプラズモン光触媒
に均一系光触媒である金属錯体を修飾することにより,さ
らなる光触媒活性の向上と光吸収,キャリア移動および酸
化還元反応の機構を解明する.
2015年度のトピック: (1)酸化チタン(IV)(チタニア)
粒子に貴金属類(銀,金あるいは銅, 白金)を担持させて
可視光応答性を賦与するとともに紫外光照射下での活性
を増大させたプラズモン光触媒を調製してその特性を評
価した(図1A).2成分系合金(白金/銀, 銀/酸化銅(II),
金/ニッケル(酸化ニッケル))微粒子を調製して光触媒反
応に用い,2種類の金属による相乗効果が発現することを
見いだした(図1 H).
《論文4,8,9/講演1,2,4,8,9,14》
(2)
時間分解マイクロ波光伝導度(time-resolved microwave
●年報2015・研究室編
conductivity=TRMC)測定により,担持させた金属微粒子が
電子プールとして機能し,電荷キャリアの再結合を抑制す
るとともに紫外光照射時の光触媒活性を増大させること
を見いだした(図1E).
《論文10/講演1,9,15,18》また,金
属を担持しない八面体形状アナタース型酸化チタン微粒
子(OAP)のTRMC測定結果から,光触媒活性の形状依存性
の 起 源 に つ い て 考 察 を 行 っ た .《 論 文 1,10/ 講 演
3,5,10,12,16》
(3)チタニア粒子を金属錯体と銀あるいは
近のナノ粒子で修飾したハイブリッド光触媒を調製し,そ
の特性を評価した.その光触媒活性が,貴金属の種類,チ
タニアの特性,照射波長あるいは反応系のちがいによって
増大(あるいは低下)するのは,チタニアと金属錯体ある
いはチタニアと貴金属粒子間の電子移動の効率のちがい
によるものと推察した. また,ルテニウム(II)錯体と貴金
属粒子の酸化チタン粒子への担持の順序がハイブリッド
光触媒の物性と活性に影響をおよぼすことを見いだした.
先にルテニウム(II)錯体を担持させると,金ナノ粒子を担
持させるときに凝集を誘起してサイズ分布が広くなった
(図1A).さきに金ナノ粒子を担持させた場合でも,ルテ
ニウム(II)錯体を担持させると金ナノ粒子の形態が変化
した(図1A-D).
《論文5,11/講演1,6,18》.
(4)暗条件およ
び可視光照射下における光触媒粒子の抗微生物活性につ
いて数種のバクテリアおよびカビを用いて検討した.チタ
ニアの特性および微生物の構造によって活性が変化した.
カビの成長抑制,二酸化炭素の生成およびカビの二次代謝
産物であるマイコトキシンの生成抑制がプラズモン光触
媒によって起こるのは,細胞膜の破壊と胞子の形成抑制に
よることを明らかにした. 暗中で低い水分活性(細胞が利
用できる自由水の割合)の場合にはチタニアがかびの増殖
を促進したが,これはチタニア表面から水分と栄養素をと
りこむためと考えられ,チタニア表面に吸着された不純物
が抗微生物活性に影響をあたえることが示唆された (図
1E-G).
《論文2,3/講演1,9,15》.
(5)作用スペクトル(action
spectrum=AS)により希土類金属を担持させた酸化チタン
による光触媒反応の機構を解析したところ,プラセオジム
の3H4基底状態から3P2励起状態への遷移などにより,わず
かな範囲(420~450 nm)の波長の光のみが酸化チタンの
活性化に寄与することが示された《論文7》.
■2015年度の研究業績
原著論文(すべて審査つき)
(1) Wei, Z.; Kowalska, E.; Verrett, J.; Colbeau-Justin, C.;
Remita, H.; Ohtani, B. Morphology-dependent photocatalytic
activity of octahedral anatase particles prepared by
ultrasonication-hydrothermal
reaction
of
titanates.
Nanoscale 2015, 7, 12392-12404.
(2) Markowska-Szczupak, A.; Janda, K.; Wang, K.; Morawski,
A.W.; Kowalska, E. The effect of water activity and titania
P25 photocatalyst on inactivation of pathogenic fungi–
Contribution to the protection of public health. Cent. Eur. J.
Publ. Health 2015, 23 (3), 267-271.
(3) Markowska-Szczupak, A.; Wang, K.; Rokicka, P.; Endo,
M.; Wei, Z.; Ohtani, B.; Morawski, A. W.; Kowalska, E. The
effect of anatase and rutile crystallites isolated from titania
P25 photocatalyst on growth of selected mould fungi. J.
Photochem. Photobiol. B: Biol. 2015, 151, 54-62.
(4) Zielinska, A.; Wei, Z.; Wysocka, I.; Szweda, P.; Kowalska,
E. The effect of nanoparticles size on photocatalytic and
antimicrobial properties of Ag-Pt/TiO2 photocatalysts. Appl.
Surf. Sci. 2015, 353, 315-323.
(5) Zheng, S.; Yoshiiri, K.; Wei, Z.; Braumueller, M.; Ohtani,
B.; Rau, S.; Kowalska, E. Titania modification with
75
ruthenium(II) complex and gold nanoparticles for
photocatalytic
degradation
of
organic
compounds. Photochem. Photobiol. Sci. 2016, 15, 69-76.
(6)
Janczarek,
M.;
Kowalska,
E.;
Ohtani,
B.
Decahedral-Shaped Anatase Titania Photocatalyst Particles:
Synthesis in a Newly Developed Coaxial-Flow Gas-Phase
Reactor and Characterization. Chem. Eng. J. 2016, 289,
502-512.
(7) Reszczynska, J.; Grzyb, T. W.; Wei, Z.; Klein, M.;
Kowalska, E.; Ohtani, B.; Zaleska-Medynska, A.
Photocatalytic activity and luminescence properties of
RE3+-TiO2 nanocrystals prepared by sol-gel and
hydrothermal methods. Appl. Catal. B. Environ. 2016, 181,
825-837.
(8) Mendez-Medrano, M.; Kowalska, E.; Lehoux, A.;
Herissan, A.; Ohtani, B.; Bahena-Uribe, D.; Colbeau-Justin,
C.; Rodriguez-Lopez, J.; Remita, H.; Briois, V. Surface
Modification of TiO2 with Ag Nanoparticles and CuO
Nanoclusters for Application in Photocatalysis. J. Phys.
Chem. C 2016, 191, 18-28.
(9)Luna Luna, A.L.; Novoseltceva, E.; Louarn, E.; Beaunier,
P.; Kowalska, E.; Ohtani, B.; Velenzuela, A.; Remita, H.;
B
A
C
D
E
F
G
CuO/TiO2
[email protected]/TiO2
H
Fig. 1 (A-C) STEM images of hybrid photocatalysts: (A) gold-modified titania (Au/TiO2), (B) Ru(II)-modified Au/TiO2, and (C)
and gold modified Ru(II)/TiO2, (D) Simplified scheme showing interaction between two titania modifiers during gold
photodeposition on pre-modified titania with ruthenium complex (Ru(II)) with distribution of size of gold NPs, (E) Scheme of
degradation of oraganic compounds and miroorganisms on gold modified octahedral anatase particle, (F-G) Images of 3-day growth
of A. mellus in the dark (F) and under vis irradiation (G) in the presence of P25 photocatalyst, (H) Schematic mechanisms showing
the synergizm between two titania modifiers: Ag and CuO.
76
年報2015・研究室編●
Colbeau-Justin, C.; Synergetic Effect of Ni and Au
Nanoparticles Synthesized on Titania Particles for Efficient
Photocatalytic Hydrogen Production. Appl. Catal. B-Environ.
2016, 191, 18-28.
(10) Wei, Z.; Kowalska, E.; Wang, K.; Colbeau-Justin, C.;
Ohtani, B. Enhancement of photocatalytic activity of single
crystalline anatase photocatalyst by impeovement of particle
morphology. Catal. Today in press.
(11) Zheng, S.; Wang, K.; Wei, Z.; Braumueller, M.; Ohtani,
B.; Rau, S.; Kowalska, E. Mono- and dual-modified titania
with a ruthenium(II) complex and silver nanoparticles for
photocatalytic degradation of organic compounds. J. Adv.
Oxid. Technol. 2016, 19, 208-217.
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Kowalska, E.: "Visible light-induced photocatalysis
through surface plasmon excitation of gold on titania
surfaces" 7th International Gold Conference (Gold 2015),
Cardiff, UK (2015/07/26-29) [Keynote Lecture]
(2) Méndez-Medrano, M.G.; Herissan, A.; Kowalska, E.;
Lehoux, A.; Ohtani, B.; Bahena, D.; Colbeau-Justin, C.;
Rodríguez-López, J.L.; Remita, H.: "Enhanced Photoactivity
of TiO2 under Visible Light using Mono and Bimetallic
Nanoparticles of Ag and Cu" XXIV International Materials
Research Congress, Cancun, Mexico (2015/08/17-20)
[2015/08/19])
(3)
Kowalska,
E.;
Wei,
Z.;
Ohtani,
B.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase
particles
(OAPs)
prepared
by
ultrasonication-hydrothermal reaction of titanate nanowires
(TNWs)" The Third International Conference on
Photocatalytic and Advanced Oxidation Technologies
(PAOT-3), Gdansk, Poland (2015/09/01-04 [2015/09/04])
[Invited Talk]
(4) Zielinska-Jurek, A.; Wei, Z.; Wysocka, I.; Szweda, P.;
Kowalska, E.: "The effect of nanoparticles size on
photocatalytic and antimicrobial properties of Ag-Pt/TiO2
photocatalysts" The Third International Conference on
Photocatalytic and Advanced Oxidation Technologies
(PAOT-3), Gdansk, Poland (2015/09/01-04 [2015/09/04])
(5) Wei, Z.; Kowalska, E.; Ohtani, B.: "Influence of particle
morphology on photocatalytic activity of octahedral anatase
titania particles" First International Symposium on Recent
Progress of Energy and Environmental Photocatalysis
(Photocatalysis
1),
Noda,
Chiba
(2015/09/03-04
[2015/09/04])
(6) Yoshiiri, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "UV and visible
light-induced photocatalysis by titania modified with
plasmonic nanoparticle and metal complex" First
International Symposium on Recent Progress of Energy and
Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1), Noda,
Chiba (2015/09/03-04 [2015/09/03])
(7) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Photocatalytic
activities of anatase and rutile isolated from P25 titania with
platinum deposits for methanol dehydrogenation" First
International Symposium on Recent Progress of Energy and
Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1), Noda,
Chiba (2015/09/03-4 [2015/09/03])
(8) Wysocka, I.; Szweda, P.; Ohtani, B.; Kowalska, E.;
Zielinska, A.: "Photocatalytic and antimicrobial activities of
TiO2 mono- and bi-modified with Pt, Cu and Ag" First
International Symposium on Recent Progress of Energy and
Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 1), Noda,
Chiba (2015/09/03-04 [2015/09/03])
(9) Kowalska, E.: "Visible light-induced photocatalysis
through surface plasmon excitation of noble metals on titania
surfaces" 1st International Symposium of Institute for
●年報2015・研究室編
Catalysis--Global Collaboration in Catalysis Science toward
Sustainable Society, Sapporo (2015/10/13-15 [2015/10/14])
(10)
Wei,
Z.;
Kowalska,
E.;
Ohtani,
B.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase particles" 1st International Symposium of Institute
for Catalysis--Global Collaboration in Catalysis Science
toward Sustainable Society, Sapporo (2015/10/13-15
[2015/10/14])
(11) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Influence of
platinum-loading amount on photocatalytic activities of
titania particles prepared from Evonik P25" 1st International
Symposium of Institute for Catalysis–Global Collaboration in
Catalysis Science toward Sustainable Society, Sapporo
(2015/10/13-15 [2015/10/14])
(12)
Wei,
Z.;
Ohtani,
B.;
Kowalska,
E.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase particles prepared by ultrasonication-hydrothermal
reaction" 4th European Conference on Environmental
Applications of Advanced Oxidation Processes (EAAOP-4),
Athens, Greece (2015/10/21-24 [2015/10/22])
(13) Wei, Z.; Endo, M.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Preparation
of octahedral anatase titania particles for decomposition of
chemical and microbiological pollutants" 4th European
Conference on Environmental Applications of Advanced
Oxidation Processes (EAAOP-4), Athens, Greece
(2015/10/21-24 [2015/10/22])
(14) Zielinska, A.; Janczarek, M.; Wei, Z.; Kowalska, E.:
"Significant Enhancement of Photocatalytic Activity over
Pt-TiO2 Photocatalysts for Phenol Degradation" 4th European
Conference on Environmental Applications of Advanced
Oxidation Processes (EAAOP-4), Athens, Greece
(2015/10/21-24 [2015/10/23])
(15) Kowalska, E.: "Titania modified with plasmonic
nanoparticles for decomposition of chemical and
microbiological pollutants" The 4th International Conference
on MEXT Project of Integrated Research on Chemical
Synthesis: Molecular Functions in Complex Systems, Nagoya
(2016/01/29-30 [2016/01/29])
(16)
Wei,
Z.;
Kowalska,
E.;
Ohtani,
B.:
"Morphology-dependent photocatalytic activity of octahedral
anatase particles" The 4th International Conference on
MEXT Project of Integrated Research on Chemical
Synthesis: Molecular Functions in Complex Systems, Nagoya
(2016/01/29-30 [2016/01/29])
(17) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Influence of
platinum-loading amount on photocatalytic activities of
titania particles obtained from Evonik P25" The 4th
International Conference on MEXT Project of Integrated
Research on Chemical Synthesis: Molecular Functions in
Complex Systems, Nagoya (2016/01/29-30 [2016/01/29])
(18) Kowalska, E.; Endo, M.; Markowska-Szczupak, A.; Wei,
Z.; Janczarek, M.; Rosa, L.; Juodkazis, S.; Ohtani, B.:
"Plasmonic photocatalysts for environmental applications"
The 9th International Conference on Nanophotonics
(ICNP2016), Taipei, Taiwan (2016/03/21-25 [2016/03/23])
[Invited Talk]
(19) Wei, Z.; Endo, M.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Octahedral
anatase particles modified with plasmonic nanoparticles with
enhanced photocatalytic activity" The 9th International
Conference on Nanophotonics (ICNP2016), Taipei, Taiwan
(2016/03/21-25 [2016/03/23])
(20) Wang, K.; Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Influence of
platinum-loading on photocatalytic activities of particles
separated from an anatase-rutile mixed titania" The 9th
International Conference on Nanophotonics (ICNP2016),
Taipei, Taiwan (2016/03/21-25 [2016/03/23])
77
バイオポリマー研究クラスター/Research
Cluster for Biopolymers
■2015年度の構成員
〈リーダー/准教授〉小山靖人・〈教授〉福岡淳・〈学内
研究協力教員/先端生命科学研究院教授〉門出健次・〈学
外研究協力教員/東京工業大学〉芹澤武/〈東京工業大学〉
高田十志和
■2015年度のうごき
本年度は,空間結合を利用した材料開発について東京工
業大学の高田十志和教授,打田聖講師,中薗和子助教,曽
川洋光助教,道信剛志准教授,川内進准教授と共同研究を
実施した.またNMRを用いた化合物の動的性質の解明につ
いて,東京工業大学の黒木重樹准教授と,空間結合を含む
低分子化合物の構造解析については東京工業大学の桑田
繁樹准教授と,生体関連高分子の合成に関しては本学の福
岡淳教授と共同研究を実施した. クラスターリーダーで
ある小山靖人が2016年4月より富山県立大学に異動するこ
とが決まったため,2016年3月末をもって本クラスターを
廃止した.
■研究課題
本研究では生体高分子の精密合成法の開発と,その高次
構造の動的な特性の解明を目的とする.生体内に存在する
糖質,タンパク質,核酸のみならず,あらゆる生体高分子
及びそれらの構造類縁体を研究の対象とするが,特に糖鎖
について重点的に研究を進める.
生体内の細胞表面にはタンパク質や脂質と結合してい
る複合糖質が存在する.それらはドメインを形成し,単独
あるいは複数の糖鎖が作り出す空間によって特定の分子
を認識し,多様な生理機能が生まれる.感染・疾病もこう
したドメインとの会合が関与していると考えられている
ため,糖鎖の動的構造変化やその基礎的な分子認識機構の
解明は危急の課題である.しかしながら現時点において,
高次構造を形成した糖鎖の動的性質を解明しようとする
研究はほとんどなく,また精密な不斉空間を持つ糖鎖を合
理的に集積させたドメインを合成し,ドメイン構造の動的
挙動に基づく革新的新素材の創製を目指すような研究も
皆無に近い.
そこで本研究ではまず高分子糖鎖1本が作り出す特異な
空間に焦点を当て研究を推進する.糖鎖の高次構造を精密
高分子合成の技術を駆使して合成し,その動的特性を超分
子化学の見地から解明する,また多点認識・不斉内孔・刺
激応答性という,糖鎖空間の特徴を活かした超分子材料の
創製も目指す.
最終的には様々な生体高分子の機能を超分子化学的視
点から解明することを目指し,本クラスター研究を多くの
研究者が参画するような魅力ある研究領域に育て,多分野
の化学者の連携が可能な人的ネットワークの基盤を作る
ことも本研究の目標とする.
1.バイオポリマーを利用した新ホスト材料の開発
ホスト化合物とは,特定のゲスト分子を平衡的に包接す
る特性を持った分子の総称である.近年様々なホスト化合
物が合成され特性が解明されているが,市販品として容易
に入手できるものは極めて限定的であり,有機化合物では
シクロデキストリン(CD),クラウンエーテル,カリック
スアレーンなどのみである.この中でもCDは生体適合性が
高いため高機能性物質として広く認識されており,実際す
78
でに食品添加物,香水,脱臭剤,医薬品の成分として身の
回りの幅広い用途で用いられている.また触媒化学を始め
とした様々な領域の学術研究においても重要な分子とし
ても認識されている.本研究では汎用性が高く新機能を持
ったホスト材料の創出を目標とし,不斉内孔を持つ天然多
糖類をホスト材料の母骨格として用いることを計画して
いる.多糖類のゲスト包接はCDと類似で疎水性相互作用に
基づくものであるが,
(1)多糖類の内孔形が不斉である点,
(2)内孔サイズは柔軟で,ゲスト分子によってサイズが
動的に変化する点,及び(3)ゲストが存在しない時,分
子鎖間で速やかに会合体を形成してしまう点がCDとは大
きく異なる点である.合成化学的な研究に基づき多糖の構
造特性相関を詳らかとし,最終的には天然産生の多糖から
の直接的な誘導による新ホスト材料の実用的供給法の確
立を目指し研究を推進している.
2015年度のトピック: 昨年度に引き続き本年度はアミロ
ースの主鎖構造を改変したホスト材料の創製について研
究を推進した.具体的には,アミロース主鎖に規則的に任
意のスペーサーを導入したアミロース誘導体を5種類調製
した.合成ポリマーの特性を評価した結果,水素結合性置
換基を側鎖に持たなくとも主鎖の疎水性が増加すればア
ミロースのらせん構造が安定化し,疎水性ゲストを内包す
ることを明らかとした(図1).また検討の結果,スペーサ
ー構造が同じでも主鎖への導入間隔を変えることで空孔
の大きさ及び包接挙動を制御できることを明らかとした.
こうして得られた結果を総括し,研究成果を発表した《招
待講演1,2,著書1》.
図1 構造改変アミロースの空間的な相互作用によるアキラル分
子へ不斉誘起
2. 内孔を持つ剛直らせんの合成と特性評価
光学活性な有機化合物と無機化合物を合理的に複合化
することにより,有用な機能性材料(光学活性元素ブロッ
ク材料)が創出される.有機金属触媒,分離・分割材料,
円偏光発光性材料などがその代表的な例である.不斉場と
無機化合物の複合化は,今後の革新的な機能性材料の創製
において重要であると考えられる.
らせん高分子は,光学活性低分子には存在しない特異な
不斉場である繰り返し構造間の「空孔」や「溝」を有する.
そのためらせん高分子を機能性材料の土台として活用す
る研究が近年盛んに行われている.こうした背景の下,
我々は(1)高次構造が完全に一方向巻きで,(2)様々な
機能性物質と容易に複合化でき,さらに(3)らせん構造
を外部刺激によって自在に制御できるようならせん高分
子の創製と応用について研究を進めている.
2015年度のトピック: 本年度は内孔を持つ剛直で構造明
確ならせん高分子の合成と特性評価に関する研究につい
て,共同研究の成果を発表した《原著論文3,4》
.研究の
中で,外部刺激に応答してらせん構造を変化させる方法論
年報2015・研究室編●
を見出すことができたため,今後は刺激応答性材料の創製
について研究を展開したいと考えている.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
東京工業大学大学院理工学研究科高田十志和教授,打
田聖講師,中薗和子助教,曽川洋光助教,道信剛志准
教授,川内進准教授,
「空間結合を含む材料開発,及び
新規クリック反応系の開発《原著論文1-7》」(図2,3;
共同研究成果がPolymer Journal誌及びLangmuir誌の表
紙ページに採用)/東京工業大学大学院理工学研究科黒
木重樹准教授「NMRを用いた化合物の動的性質の解明」
《原著論文5》」/東京工業大学大学院理工学研究科桑田
繁樹准教授「空間結合を含む低分子化合物の構造解析
《原著論文7》」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Ogawa, T.; Usuki, N.; Nakazono, K.; Koyama, Y.; Takata,
T. Linear-cyclic polymer structure transformation and its
reversible control using a rational rotaxane strategy. Chem.
Commun. 2015, 51, 5606–5609.*
(2) Ogawa, M.; Sogawa, H.; Koyama, Y.; Takata, T. Synthesis
of Rotaxane Cross-linked Polymers Derived from Vinyl
Monomers
Using
Metal-containing
Supramolecular
Cross-linker. Polym. J. 2015, 47, 580-584.* [Selected as a
Cover Art Picture]
(3) Okuda, H.; Koyama, Y.; Uchida, S.; Michinobu, T.;
Sogawa, H.; Takata, T. Reversible Transformation of
One-Handed Helical Foldamer Utilizing PlanaritySwitchable Spacer and C2-Chiral Spirobifluorene Units. ACS
Macro Lett. 2015, 4, 462-466.*
(4) Yi, Z.; Okuda, H.; Koyama, Y.; Seto, R.; Uchida, S.;
Sogawa, H.; Kuwata, S.; Takata, T. Exact helical polymer
synthesis by a two-point-covalent-linking protocol between
C2-chiral spirobifluorene and C2- and Cs-symmetric
anthraquinone monomers. Chem. Commun. 2015, 51,
10423-10426.*
(5) Koyama, Y.; Lee, Y.-G.; Kuroki, S.; Takata, T. Synthesis,
13
C NMR, and UV spectroscopic study of 13C-labeled nitrile
N-oxide. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 7038-7042.*
(6) Cheawchan, S.; Uchida, S.; Sogawa, H.; Koyama, Y.;
Takata, T. Thermotriggered Catalyst-Free Modification of a
Glass Surface with an Orthogonal Agent Possessing Nitrile
N-Oxide and Masked Ketene Functions. Langmuir 2016, 32,
309-315.* [Selected as a Cover Art Picture]
(7) Akae, Y.; Koyama, Y.; Sogawa, H.; Hayashi, Y.; Kawauchi,
S.; Kuwata, S.; Takata, T. Structural Analysis and Inclusion
Mechanism
of
Native
and
Permethylated
α-Cyclodextrin-Based Rotaxanes Containing Alkylene Axles.
Chem. Eur. J. 2016, 22, 5335-5341.*
図2. 空間結合によって架橋したネットワークポリマーの合
成と特性評価
著書
(1) 小山靖人・中野環,『らせんの不斉内孔を利用する光
学活性元素ブロックの創製』,中條善樹編「元素ブロッ
ク高分子―有機-無機ハイブリッド材料の新概念―」株
式会社シーエムシー出版,東京,pp 158-165(2015).
図3. ニトリルオキシド反応剤を用いる材料表面の無触媒改
質法の開発と表面特性の評価
.
●年報2015・研究室編
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Koyama, Y.; Nakano, T.: "Synthesis and Properties of
Modified Amylose Containing Alkyl Spacer at a Regular
Interval in the Main Chain" Spring Meeting of the Polymer
Society of Korea, Daejeon, Korea (2015/4/9) [Invited
Lecture]
(2) 小山靖人:「主鎖にスペーサー構造を有する構造改変
アミロースの合成と特異なゲスト包接挙動」,文部科学
省科学研究費新学術領域研究「元素ブロック高分子材料
の創出」第7回公開シンポジウム,東京(2016/1/29)
[Invited Lecture]
79
量子シミュレーション研究クラスター/
Research Cluster for Quantum Simulation
■2015年度の構成員
〈リーダー/准教授〉中山哲・〈教授〉清水研一・〈准教
授〉髙草木達・〈客員教授/産業技術総合研究所〉中村恒
夫・〈客員准教授/東京工科大学〉原賢二・〈学内研究協
力教員/理学研究院〉武次徹也・〈学外研究協力教員/イン
ド工科大学(インド)〉Nisanth N. NAIR
■2015年度のうごき
2014年度に引き続き,北海道大学触媒科学研究所の清水
研一教授,髙草木達准教授,北海道大学大学院理学研究院
の武次徹也教授,産業技術総合研究所の中村恒夫主任研究
員(触媒科学研究所客員教授),東京工科大学の原賢二准
教授(触媒科学研究所客員准教授),インド工科大学カー
ンプル校のNisanth N. NAIR准教授の6名が研究クラスター
に参画した.2015年10月に触媒科学研究所改組記念国際シ
ンポジウム「First International Symposium of Institute for
Catalysis – Global Collaboration in Catalysis Science toward
Sustainable Society」にて,特別セッション「Theory for
Complex Systems」を企画した.
■研究課題
本研究クラスターでは,触媒反応のメカニズム解明と理
論的設計法の確立を目指し,第一原理分子動力学法や
QM/MM法などの量子シミュレーション手法をもとに,方法
論の開発と応用研究,また実験研究者との共同研究を実施
する.
特に不均一系触媒反応に重点を置き,反応活性点周辺の
電子状態の変化,表面欠陥の影響,表面上の熱力学的なプ
ロセスに着目した触媒機能解析を行う.また,触媒設計を
指向したナノ接合界面における理論的モデリングも行い,
界面電子移動反応にも展開する.
1.金属酸化物の電極界面における酸化還元過程に関する
理論的研究
金属酸化物を用いた不揮発性抵抗変化型メモリ(ReRAM)
の動作機構に関する第一原理計算を行っている.金属酸化
物(Ox)を電極(M)で挟んだM−Ox−M構造における抵抗ス
イッチ効果を利用した研究開発が活発に行われており,本
研究では,伝導パスの形成過程,界面における酸化還元過
程,構造揺らぎに着目し,抵抗変化現象の微視的な解明を
試みる.
2015年度のトピック: 実験報告のあるタンタル酸化物を
利用した系について検討した.最初にタンタル酸化物
Ta2O5の結晶構造と酸素欠陥導入による電子状態変化に着
目した.欠陥生成エネルギーと欠陥移動のエネルギー障壁
を算出することで,移動経路の特定を行った.次にM−Ox−M
構造のモデル系として,Ta/Ta2O5/Taを構築し(図1),非
平衡グリーン関数法による第一原理伝導計算,MD法による
安定性の解析,接合部位における電子状態解析を行い,酸
素欠陥濃度とI−V特性の相関を得た.さらに,スイッチン
グ効果に対して,Accelerated MD 法を用いて酸化物中の
酸素イオンを活性電極側に移動させることで,SET/RESET
動作を電極界面での酸化還元過程として捉え,大きな抵抗
変化比を再現できることを示した.
80
MX + δe− → MX1−δ + δX−
図1. Ta/Ta2O5/Taモデル
2.第一原理分子動力学法による自由エネルギー解析
不均一系触媒反応における熱揺らぎと溶媒の効果に着
目し,それらが触媒活性に及ぼす影響を具体的な例を基に
検討し,触媒反応の新しい観点からの原理抽出を目指して
いる.固体酸化物上の触媒反応に対しては,熱揺らぎの影
響と表面上の熱力学的なプロセスに着目し,また固液界面
におけるプロセスでは,溶媒の水分子も露わに電子状態計
算に取り込んだ第一原理シミュレーションを行い,自由エ
ネルギープロファイルを算出することで溶媒効果の定量
的な議論を行う.
2015年度のトピック: 酸化セリウムを触媒として用いた
水中有機合成反応をターゲットとし,水/酸化セリウム界
面における水分子の構造やダイナミクスと酸・塩基の協働
作用に着目した酸化セリウム触媒の機能を解析した.具体
的には,2-cyanopyridineのアミドへの水和反応を検討し,
吸着状態や自由エネルギー計算による反応メカニズムを
調べた(図2).
図2. 水/CeO2(111)界面の第一原理シミュレーション
3.第一原理シミュレーションによる励起状態ダイナミク
スと振動分光
高精度電子状態計算を基にした励起状態ダイナミクス
の手法開発と様々な分子系への応用計算を行っている.
QM/MM法によるプログラム開発も行っており,複雑な環境
下での励起状態ダイナミクスシミュレーションへと展開
している.また,凝縮系における非調和性の大きい分子種
の振動スペクトルを求める手法の開発も行っている.
2015年度のトピック: 昨年度に引き続き,DNA塩基の超
高速無輻射失活過程に関する研究を行った.具体的には,
励起状態QM/MMシミュレーションにより,光イオン化スペ
クトルで観測された水溶液中のチミンの二つの緩和成分
の帰属を行った《論文3》.また,ウラシル置換体の溶液内
失活過程に関して同様の計算を行い,置換基の違いによ
り,主要な失活経路が異なることを予測した(図3).
年報2015・研究室編●
7
7 7 1
66 Energy / eV
Energy
/ eV
6
5
5 1
1
1
5
4
4 総説/解説/報告
(1) 中山哲,長谷川淳也,
「The CRC-EC Joint International
Symposium on Chemical Theory for Complex Systems
(January 9-10, 2014, Atlanta, USA)」の参加記録,触媒技
術の動向と展望2015,323-324,(2015).
n*
n*
n*
n*

cMECI
cMECI
*
(1 *)min *
33 ( *)min
3 4
1
22
2 1
1 1
S
00 1 20S 0 3 4 5 6 0
1
2
3
4
5
6
0 0
1/2
0 Reaction
1 Coordinate
2
3 / bohr·amu
4
5
図 3. 溶液内光化学反応と励起状態ポテンシャル曲線.
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
東北大学大学院工学研究科田村正純助教・北海道大学触媒
科学研究所清水研一教授「酸化セリウム触媒での基質特異
性発現メカニズムの解明」/北海道大学大学院理学研究院
武次徹也教授「励起状態ダイナミクスと振動分光の第一原
理シミュレーション」/インド工科大学カーンプル校化学
科 Nisanth N. Nair准教 授「 First principle simulations for
heterogeneous catalytic reations」/産業技術総合研究所ナノ
システム研究部門中村恒夫主任研究員「酸化物の酸素欠陥
濃度と電気伝導度の相関に関する理論的研究」/マックス
ボ ル ン 研 究 所 Andrea Lübcke 研 究 員 「 Time-resolved
photoelectron spectroscopy of thymine in aqueous solution」/
ヘ ル シ ン キ 大 学 化 学 科 Leonid Khriachtchev 上 席 研 究 員
「Matrix site effects on vibrational frequencies of noble-gas
compounds」/弘前大学大学院理工学研究科山崎祥平助教
「DNA塩基の無輻射失活過程に関する研究」/徳島大学大学
院ヘルスバイオサイエンス研究部(薬学系)難波康祐教授
「新規蛍光プローブ分子トリアザペンタレンの発光メカ
ニズム解明と天然物パラウアミン全合成におけるキレー
ション遷移状態の解明」/東京工業大学資源化学研究所ア
ルブレヒト健助教「塗布型熱活性化遅延蛍光材料の構造と
光物性」
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Namba, K.; Osawa, A.; Nakayama, A.; Mera, A.; Tano, F.;
Chuman, Y.; Sakuda, E.; Taketsugu, T.; Sakaguchi, K.;
Kitamura, N.; et al. Synthesis of Yellow and Red Fluorescent
1,3a,6a-Triazapentalenes and the Theoretical Investigation of
Their Optical Properties. Chem. Sci. 2015, 6, 1083–1093.*
(2) Zhu, C.; Niimi, K.; Taketsugu, T.; Tsuge, M.; Nakayama,
A.; Khriachtchev, L. HXeI and HXeH in Ar, Kr, and Xe
Matrices: Experiment and Simulation. J. Chem. Phys. 2015,
142, 054305.*
(3) Buchner, F.; Nakayama, A.; Yamazaki, S.; Ritze, H.-H.;
Lübcke, A. Excited-State Relaxation of Hydrated Thymine
and Thymidine Measured by Liquid-Jet Photoelectron
Spectroscopy: Experiment and Simulation. J. Am. Chem. Soc.
2015, 137, 2931–2938.*
(4) Niimi, K.; Taketsugu, T.; Nakayama, A. Matrix Site Effects
on Vibrational Frequencies of HXeCCH, HXeBr, and HXeI:
A Hybrid Quantum-Classical Simulation. Phys. Chem. Chem.
Phys. 2015, 17, 7872–7880.*
(5) Arulmozhiraja, S.; Nakatani, N.; Nakayama, A.; Hasegawa
J. Energy dissipative photo-protective mechanism of
carotenoid spheroidene from the photoreaction center of
purple bacteria Rhodobacter sphaeroides. Phys. Chem. Chem.
Phys. 2015, 17, 23468–23480.*
(6) Namba, K.; Takeuchi, K.; Kaihara, Y.; Oda, M.;
Nakayama, A.; Nakayama, A.; Yoshida, M.; Tanino, K. Total
synthesis of palau’amine. Nature Comm. 2015, 6, 8731.*
●年報2015・研究室編
6
1/2
1/2
Reaction
Coordinate/ /bohr·amu
bohr·amu
Reaction
Coordinate
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) Nakayama, A.: "Excited-state relaxation dynamics of
pyrimidine bases" The 15th ICQC satellite meeting, "Recent
Advances in Quantum Dynamics and Thermodynamics of
Complex Systems", Peking University, Beijing, China
(2015/6/4-7). [Invited talk]
(2) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.: "Firstprinciples simulations of the switching mechanism in
tantalum oxide-based resistive memory devices" International
Workshop on Molecular Architectonics, Shiretoko Grand
Hotel "KitaKobushi", Shretoko, Japan (2015/8/3-6). [Poster]
(3) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.: "Firstprinciples simulations of the switching mechanism in
tantalum oxide-based resistive memory devices" Psi-k 2015
Conference, San Sebastian, Spain (2015/9/6-8). [Poster]
(4) Nakayama, A.: "Computational study of excited-state
relaxation dynamics of pyrimidine bases", The International
Conference on Theoretical and High-Performance
Computational Chemistry (ICT-HPCC15), Qingdao, China
(2015/9/26-29). [Invited talk]
(5) Nakayama, A.: "First-principles simulations of oxygen
vacancy transport at the metal/metal-oxide interface" First
International Symposium of Institute for Catalysis, Global
Collaboration in Catalysis Science toward Sustainable
Society, Sapporo, Japan (2015/10/13-15). [Oral]
(6) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.: "Firstprinciples simulations of the switching mechanism in
tantalum oxide-based resistive memory devices" First
International Symposium of Institute for Catalysis, Global
Collaboration in Catalysis Science toward Sustainable
Society, Sapporo, Japan (2015/10/13-15). [Poster]
(7) Nakayama, A.: "Vibrational spectroscopy of noble-gas
compounds
in
matrix
environments:
A
hybrid
quantum-classical
simulation"
PACIFICHEM
2015,
Symposium #199, Recent Progress in Matrix Isolation
Species, Hawaii Convention Center, Honolulu, HI
(2015/12/15-20). [Invited talk]
(8) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.: "Firstprinciples simulations of the switching mechanism in
tantalum
oxide-based
resistive
memory
devices"
PACIFICHEM 2015, Symposium #408, Single-molecule
function and measurements, Hawaii Convention Center,
Honolulu, HI (2015/12/15-20). [Poster]
(9) 中山哲:「第一原理シミュレーションによる抵抗変化
型メモリの動作機構の検討」,精密工学会超精密加工専
門委員会第69回研究会「固体表面・界面における分子デ
バイス開発の新展開」,ホテル新大阪コンファレンスセ
ンター,大阪市(2016/1/15).[招待講演]
(10) Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Nakamura, H.: "Firstprinciples simulations of oxygen vacancy transport at the
metal/metal-oxide interface" The 5th International Conference
on MEXT Project of Integrated Research on Chemical
Synthesis "Chemical Science for Future Societies", Nagoya
University, Japan (2016/1/29-30). [Poster]
(11) Nakayama, A.: "First-principle simulations of oxygen
vacancy transport at the metal/metal-oxide interface"
ICCMSE 2016 (Computational Chemistry), Athens, Greece
(2016/3/17-20). [Invited talk]
81
水中機能酸塩基触媒研究クラスター/
Research Cluster for Water-Compatible
Acid-Base Catalysis
報告されている.そこで,ルイス酸として有効なニオブを
ベースとした複合酸化物に焦点を絞り,その電子欠損金属
サイトと電子過多な格子酸素の水溶液内における酸塩基
性質の解析と制御に取り組む.
■2015年度の構成員
1.水溶性ニオブ錯体を利用した液相沈殿法によるニオブ
系複合酸化物の合成
酸化ニオブは水中で機能するブレンステッド酸とルイ
ス酸を併せ持つ固体酸触媒であり,グルコースを水溶液内
でHMFへと変換することができる.ニオブ酸化物の高活性
化を目指したアプローチとして,高表面積をもつニオブ含
有複合酸化物に着目した.例えば,塩基性性酸化物となる
金属種を第二成分とした複合酸化物では,ニオブ酸化物に
由来するブレンステッド酸およびルイス酸の酸量・酸強度
の変化,または第二成分の酸化物に由来する塩基性質の発
現などが期待できる.
〈リーダー/准教授〉中島清隆・〈教授〉長谷川淳也・〈学
内研究協力教員/地球環境科学研究院教授〉神谷裕一・〈学
外研究協力教員/千葉大学〉一國伸之・〈学外研究協力教
員/東京工業大学〉横井俊之・〈学外研究協力教員/東北大
学〉加藤英樹・〈学外研究協力教員/東京工業大学〉本倉
健・〈学外研究協力教員/アイントホーフェン工科大学(オ
ランダ)〉Emiel J.M. HENSEN〈学外研究協力教員/トリノ
工科大学(イタリア)〉Barbara ONIDA
■2015年度のうごき
2015年8月より本クラスター研究を開始した.北海道大
学触媒科学研究所の長谷川淳也准教授,北海道大学大学院
地球環境科学研究院の神谷裕一教授,千葉大学の一國伸之
准教授,東京工業大学の横井俊之助教および本倉健講師,
アイントフォーフェン工科大学のEmiel J.M. Hensen教授,
トリノ工科大学のBarbara Onida准教授の7名が立ち上げメ
ンバーとしてクラスター研究に参画した.
■研究課題
本研究クラスターでは,水中で機能する固体の酸塩基触
媒を開発し,再生可能資源を利用した基幹化学品の原料と
なる有用中間体の合成法を確立する.
ゼオライトに代表されるような分離回収が容易で繰り
返し使用できる固体触媒は,これまでの化石資源を基盤と
した低コスト・低エネルギー・低環境負荷で持続可能なも
のづくりの実現に大きく寄与してきた.化石資源の枯渇に
伴い,基幹化学品の中間体製造法は高温・高圧を中心とし
た気相反応系から液相反応を含む多様な反応系への変遷
が予想される.例えば,再生可能な化学資源としての植物
由来炭化水素(バイオマス)の利用が注目されており,そ
の主要な構成成分である炭水化物(糖類)は加水分解によ
って水溶液として得られる.よって,誘導体を合成するた
めの後段の変換プロセスも糖類を単離生成せず水中で実
施することができれば,投入エネルギーや環境負荷の観点
からもメリットが大きい.
Cellulosic biomass
O
HO
HO
O
HO
OH
O
OH
OH
HMF
D‐glucose
(5-hydroxymethyl)furfural
O
HO
Essential Biopolymers
Polyester, Polyamide,
Polyuretane, etc…
O
O
OH
O
H3C
CH3
DFF
FDCA
H2N
O
NH2
OH
HO
O
DHMF
Platform molecules
図1. セルロースから基幹化学品の原料への誘導経路
このような背景から,糖変換に有効な酸塩基触媒にター
ゲットを絞り,新規触媒開発を基本とした触媒反応系の構
築を目指す.これまでにゼオライトや前周期金属酸化物の
ルイス酸性質が水中における糖変換に有効であることが
82
2015年度のトピック: ゾルゲル法で調製した非晶質の含
水酸化ニオブ(Nb2O5·nH2O, 10 mmol)にアンモニア水溶液
1.5 mLと過酸化水素水溶液9 mLを加えて0 ºCで静置し,含
水ニオブ酸を完全に溶解させる.その後,溶液に更にアン
モニア水溶液3 mLを加えて0 ºCで2-3時間程度,溶液を熟
成させて結晶状の過酸化物錯体((NH4)3[Nb(O2)4])を生成
させる.回収したニオブ過酸化物錯体が溶解した水溶液
(150 mL)に等量のY(NO3)3が溶解した水溶液をゆっくり
と滴下し,室温で3時間攪拌した.溶液内に生成した白色
沈殿を遠心分離で回収し,400または700 ºC,3時間で焼成
することによって目的のYNbO4を得た.
図2. 正方晶YNbO4の構造図
酸化ニオブは6配位ニオブ種(NbO6)で構成される酸化
物であり,表面の配位不飽和な4配位ニオブ種がルイス酸
として機能する.一方,YNbO4は骨格自体が4配位ニオブで
構成されるユニークな酸化物である.400 ºCで焼成した試
料はアモルファス酸化物であるが,ラマン分光分析により
NbO4 ユニットによって骨格が形成されていることが確認
できており,その表面酸塩基特性は従来の非晶質酸化ニオ
ブとは異なっていると期待できる.一方,700 ºCで焼成し
た試料は正方晶YNbO4 をで構成された結晶性酸化物であ
り,その構成成分は同様に4配位ニオブ種である(図2)
.
これらの試料の特徴は,その大きな表面積にある.固相法
に代表されるように,一般的には2種類の酸化物を混練し
て高温焼成することによって複合酸化物を合成するが,得
られる高結晶性酸化物の表面積は非常に小さい.一方,液
年報2015・研究室編●
相沈殿法によって得られる前駆体は2種類の金属種(Yと
Nb)が原子レベルで均一混合した状態であり,非晶質の状
態から複合酸化物に特有の構造特性を有し,700 ºC程度の
比較的高温で結晶化した後でも50 m2 g-1程度の大きな表面
積を保持していた.この液相沈殿法ではニオブ過酸化物ア
ニオン([Nb(O2)4]3-)と3価の金属カチオンとの沈殿生成
をベースとしており,適切なカチオン種(例えばSc3+,La3+,
Al3+など)を選択することによって組成を拡張することが
できる.YNbO4の酸塩基性質の評価と平行して,多様なニ
オブ系複合酸化物の調製を進めている.
2.ニオブ系複合酸化物によるグルコースからの有機酸・
フラン類の合成
グルコースから誘導される幾つかの中間体の中で,HMF
および乳酸は基幹化学品となるプラスチックの原料とし
て利用できる.複合酸化物の酸塩基性質を制御することに
より,グルコースを原料とした選択的触媒反応系の構築を
目指す.
2015年度のトピック: 耐圧ガラス容器に酸化物触媒
0.05 g,2 wt%グルコース水溶液2.5 mL,生成物の抽出用
有機溶媒として2-sec-butylphenol 7.5 mLを入れ,140 ºC
のオイルバスで加熱攪拌することにより,試料の触媒活性
を評価した.400 ºC焼成試料では,グルコースが異性化し
てフルクトースが生成し,その後にC3成分の有機物(グリ
セルアルデヒド,1,3-ジヒドロキシアセトン,ピルブアル
デヒド,乳酸)とHMFが生成した(図3).この反応は固体
表面の水中機能ルイス酸によってグルコースからフルク
トースが生成し,その後で2種類の反応が並行して起こっ
ている.一つは逐次的な脱水反応によってHMFが生成する
反応経路,もう一つは逆アルドール反応によって2種類の
トリオースを経由してC3有機物が生成する反応経路であ
る.前者はルイス酸のみでは反応が効率的に起こらない
が,最近のDFT計算による検討ではルイス酸と塩基サイト
の協奏的な触媒作用が効果的であることが分かっている.
後者に関しては塩基サイトによる逆アルドール反応によ
って誘発され,生成したトリオース(1,3-ジヒドロキシア
セトンとグリセルアルデヒド)がその後のヒドリド移動・
脱水反応によってピルブアルデヒドおよび乳酸へと変換
されている.一方,700 ºC焼成試料でもヒドリド移動によ
って生成したフルクトースが逐次的にHMFおよびC3有機物
へと変換されているが,C3有機物の生成量は少ない.これ
は高温焼成によって逆アルドール反応を引き起こす塩基
性サイトが減少したことを示唆している.
Hydride
shift
Hydride shift
O
OH
OH
HO
HO
HMF
Retro-aldol
Retro-aldol
condensation
condensation
Lewisacid
acid site
site
Lewis
Base
site
Base site
O
O
O
HMF
Fructose
Active
onYNbO
YNbO
Activesites
sites on
4
4
Y
Dehydration
Dehydration
O
OH
Fructose
Glucose
Glucose
δ-
OH
Dehydration
Dehydration
O
δ+
Nb
O
Triose sugars
sugars
Triose
Hydride
Hydride
shift
shift
H
Pyruvaldehyde
Pyruvaldehyde
O
HO
OH
Lactic acid
Lactic acid
図2. 固体酸塩基触媒によるグルコース変換反応
■学内外の研究者との共同研究(2015年度)
■2015年度の研究業績
原著論文(*:審査つき)
(1) Hara, M.; Nakajima, K.; Kamata, K. Recent Progress in the
Development of Solid Catalysts for Biomass Conversion into
High Value-added Chemicals. Sci. Technol. Adv. Mater. 2015,
16, 034903 (22 pages).*
(2) Fukuhara, K.; Nakajima, K.; Kitano, M.; Hayashi, S.;
Hara, M. Transesterification of Triolein over Hydrophobic
Microporous Carbon with SO3H Groups. ChemCatChem
2015, 7, 3945-3950.*
(3) Noma, R.; Nakajima, K.; Kamata, K.; Kitano, M.; Hayashi,
S.; Hara M. Formation of 5-(Hydroxymethyl)furfural by
Stepwise Dehydration over TiO2 with Water-Tolerant Lewis
Acid Sites. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 17117-17125.*
(4) Ishito, N.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.; Maegawa, Y.;
Inagaki, S.; Hara, K.; Fukuoka, A. Ruthenium-Immobilized
Periodic
Mesoporous
Organosilica:
Synthesis,
Characterization, and Catalytic Application for Selective
Oxidation of Alkanes. Chem. Eur. J. 2015, 21, 15564-15569.*
(5) Komanoya, T.; Nakajima, K.; Kitano, M.; Hara, M.
Synergistic Catalysis by Lewis Acid and Base Sites on ZrO2
for Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV) Reduction. J. Phys.
Chem. C 2015, 119, 26540-26546.*
(6) Komanoya, T.; Suzuki, A.; Nakajima, K.; Kitano, M.;
Kamata, K.; Hara, M. A Combined Catalyst of Pt
Nanoparticles and TiO2 with Water-Tolerant Lewis Acid Sites
for One-Pot Conversion of Glycerol to Lactic Acid.
ChemCatChem 2016, 8, 1094-1099.*
(7) Ishito, N.; Hara, K.; Nakajima, K.; Fukuoka, A. Selective
synthesis of carbon monoxide via formates in reverse
water-gas shift reaction over alumina-supported gold catalyst.
J. Energy Chem. 2016, 25, 306-310.*
総説・解説
(1) 中島清隆,福岡淳,メソポーラスシリカ担持白金触媒
による低温エチレン分解,ゼオライト学会誌,32,
113-121(2015).*
(2) 中島清隆,固体ルイス酸による水中バイオマス変換-
植物から必須化学品原料の創生-,化学と工業,68,
951-952(2015).*
著書
(1) 中島清隆・福岡淳,
『メソ多孔性酸塩基触媒』,「ナノ
空間ハンドブック~ナノ多孔性材料,ナノ層状物質等が
切り開く新たな応用展開~」
(分担執筆)株式会社エヌ・
ティー・エス,東京,第1章,第3節(2016)
招待/基調/依頼講演・国際会議
(1) 中島清隆:「固体酸化物の水中ルイス酸性質を利用し
た糖変換反応」
,第361回触媒化学研究センターコロキウ
ム,札幌市(2015/4/8)[依頼講演]
(2) 中島清隆:「配位不飽和チタン種の水中ルイス酸性質
と糖変換反応への応用」,触媒学会北海道支部第55回オ
ーロラセミナー,沼田町(2015/7/26)[依頼講演]
(3) 中島清隆:「水中で機能する固体ルイス酸の開発と糖
変 換 反 応 へ の 応 用 」, 第 116 回 触 媒 討 論 会 , 津 市
(2015/9/17)[触媒学会奨励賞,受賞講演]
(4) Nakajima, K.: "Lactic acid formation from 1,3dihydroxyacetone in water over phosphate/TiO2 with
water-tolerant Lewis acid sites" 3rd International Congress on
Catalysis for Biorefinaries, Rio de Janeiro, Brazil
(2015/9/27-30) [Oral]
神奈川大学工学部物質生命工学科上田渉教授「水熱合成法
で得られる結晶性ニオブ酸化物の水中酸触媒作用の解明」
●年報2015・研究室編
83
(5) Ishito, N.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.; Maegawa, Y.;
Inagaki, S.; Hara, K.; Fukuoka, A.: "Immobilization of Ru
complexes on bipyridine containing periodic mesoporous
organosilica and application for selective oxidation of
alkanes" First International Symposium of Institute for
Catalysis, Sapporo, Japan (2015/10/13-15) [Poster]
(6) 中島清隆:「水中で機能する固体ルイス酸の開発と糖
変換反応への応用」,平成27年度触媒学会・触媒工業協
会交流サロン,東京都,(2015/12/11)[依頼講演]
(7) Nakajima, K.; Hara, M.: "Lactic acid formation from
1,3-dihydroxyacetone (DHA) over phosphate/TiO2 with
water-tolerant Lewis acid sites" The international chemical
congress of pacific basin societies (Pacifichem),
Honolulu-Hawaii, USA (2015/12/15-20) [Oral]
(8) 中島清隆:「水中機能固体ルイス酸によるバイオマス
変換」,平成27年度石油学会ジュニアソサイアティ北海
道・東北地区講演会,秋田市(2016/1/15)[依頼講演]
84
(9) Ishito, N.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.; Maegawa, Y.;
Inagaki, S.; Hara, K.; Fukuoka, A.: "Immobilization of Ru
complexes on bipyridine containing periodic mesoporous
organosilica and application for alkane oxidation" The 5th
International Conference on MEXT Project of Integrated
Research on Chemical Synthesis, Nagoya, Japan
(2016/1/29-30) [Poster]
(10) Nakahara, M.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.: "Removal of
low concentration of malodorous compounds with silica
supported Pt catalysts" The 5th International Conference on
MEXT Project of Integrated Research on Chemical
Synthesis, Nagoya, Japan (2016/1/29-30) [Poster]
年報2015・研究室編●
コーポレートユニット
Cooperation Unit
先端有機合成ユニット/Unit for Advanced
Organic Synthesis
有機工業触媒ユニット/Unit for Organic
Industrial Catalyst
■2015年度の構成員
■2015年度の構成員
〈 客 員 教 授 / パ デ ュ ー 大 学 〉 根 岸 英 一 ・〈 助 教 〉 Zhiyi
SONG・〈博士研究員〉Haijun LI
〈客員教授/広栄化学〉隅田敏雄
■研究課題/2015年度のトピック
2015年11月産総研つくばにて「AcademiaとIndustryの懸
け橋に」と題して,国立研究開発法人科学技術振興機構(略
称JST)のACCELプログラムでのプログラムマネージャー体
験を含めた新規事業開発に関する講演を行った.
このコーポレートユニットでは根岸先生が推進してい
るZACA反応の展開を行っており、2015年9月末まで栗海軍
(Haijun LI)君をパデュー大学に派遣し現地で研究を行っ
た。.
工業光触媒ユニット/Unit for Industrial
Photocatalytic System
■2015年度の構成員
〈客員教授/昭和電工セラミックス〉黒田靖
■研究課題/2015年度のトピック
創成科学研究棟03-111号室に設置の気相法酸化チタン
合成のベンチスケール装置を用いる合成条件の最適化を
行うとともに,十面体形状アナタース型酸化チタン(DAP)
が高い光触媒活性をしめす原因について,とくに2014年度
に共同開発し,特許出願(「光音響分光方法および光音響
分光装置」特願2014-100295(発明人:大谷文章/高瀬舞/
新田明央/黒田靖・出願人:国立大学法人北海道大学/昭和
電工株式会社)
(2014))を行った逆二重励起光音響分光法
(RDB-PAS)を利用した電子トラップ密度のエネルギー分
布(energy-resolved density of electron traps=ERDT)の測定
結果をもとにして解析した.また,このRDB-PASなどを利
用してもとめたERDTパターンによって,金属酸化物の粉末
を同定する手法について共同出願(2016年3月10日「金属
酸化物の同定方法」特願2016-46888(発明人:大谷文章/
高瀬舞/高島舞/新田明央/黒田靖・出願人:国立大学法人
北海道大学/昭和電工株式会社))を行った.
とくに有機化合物の分解に対して高い光触媒活性をし
めすビスマスを担持させた酸化チタン光触媒を共同開発
し,その製造法について特許出願(「酸化チタン系光触媒
の製造方法」特願2015-104732(発明人:大谷文章/エバ=
コワルスカ/池田玲雄/黒田靖・出願人:国立大学法人北海
道大学/昭和電工株式会社))を行った.
●年報2015・研究室編
■研究課題/2015年度のトピック
日仏国際連携触媒研究ユニット/Unit for
Japan-France Collaborative Research
■2015年度の構成員
〈教授〉福岡淳/清水研一/上田渉・
〈客員教授/リル大学固
体触媒化学ユニット〉F. Dumeignil・〈客員教授/ベルサ
イユラボアジエ研究所〉E. Cadot
■研究課題/2015年度のトピック
バイオマス由来のアルコール類の選択酸化および脱水
触媒の開発を実施した.リル大学のSébastien Paul教授と
Guillaume Pomalaza大学院生が北大に滞在して共同研究を
行った.共同研究をさらに推進するため,将来的に二国間
交流事業に応募することとした.
産学官連携触媒研究ユニット/ Unit for
Industry-Government-Academia
Collaborative Research on Catalysis
■2015年度の構成員
〈客員教授/産業技術総合研究所〉富永健一/佐藤一彦
■研究課題/2015年度のトピック
本ユニット代表の研究開発部教授・西田が,今年度から
産総研のクロスアポイントメントフェローとなり,PMとし
て,北大-理研-産総研でImPACTに応募した。採択にはい
たらなかったが,連携活動は継続し,12月24日に第一回北
大-理研-産総研「触媒研究」合同シンポジウムを開催し
た.
85
研究支援技術部
Technical Division
本研究所の技術職員の組織化については,同職員の能
力・資質等の向上と処遇の改善を図るとともに,優れた人
材を確保することを目的として,平成3年4月1日に設置さ
れた.
■2015年度の構成員
〈部長〉朝倉清髙・〈班長〉石川勝久
第一研究機器開発班 〈技術主任〉長谷川貴彦・〈研究支
援推進員〉圡生哲三
第二研究機器開発班 〈技術主任〉向井慎吾・
〈技術職員〉
川村裕介・〈研究支援推進員〉松平和彦
研究機器管理班 〈技術主任〉山岸太平・〈技術職員〉下
田周平
■研究機器管理班
研究機器管理班では,触媒科学研究所が保有する各種の
研究機器の管理を行っている.これらの機器の2015年度の
研究所内外の利用者は以下のとおり(単位は[回・人]).
機器名
■第一・第二研究機器開発班
第一および第二研究機器開発班では,それぞれガラスお
よび金属工作業務を行っている.2015年度の研究所内外の
利用者は以下のとおり.
年度
2015
※(
ガラス工作
金属工作
177 (19)
161(14)
)は,研究所外利用で内数.
低真空走査型電子顕微鏡
X線光電子分光装置
吸着測定装置
高分解能電界放射型
走査型電子顕微鏡
電界放射型
透過型電子顕微鏡
核磁気共鳴分析装置
合計
研究所内
利用
26
191
13
研究所外
利用
52
20
52
199
49
40
57
908
1377
569
799
■出張
(1) 第25回電子顕微鏡大学(2015/06/10~11):下田周平
(2) 東北大学総合技術部加工・開発群ガラス工作技術専門
研修(2015/07/23~25)
:長谷川貴彦
(3) 平 成 27 年 度 山 形 大 学 機 器 ・ 分 析 技 術 研 究 会
(2015/09/11~12):下田周平
(4)平成27年度実験・実習技術研修会 in 西京(2016/03/03
~04):山岸太平
■触媒化学研究センター技術部講習会(改組前)
■資格
触媒化学研究センター技術部講習会は,各研究室のみな
さんに工作機械・ガラス製品・研究機器の取り扱い方など
を知ってもらい,安全に研究していただくことを目的とし
て毎年開催している.2015年度は5月22・26日に開催した.
主な内容としては,
(1)技術部の仕事内容と製品の注文,
修理依頼に関する説明,
(2)実験する際のガラス・金属製
品の取り扱いについて,
(3)ガラス・金属工作室の説明と
実習(4)技術部管理装置の説明(5)応急処置である.
講習を始めてから機械・ガラスの修理の数は減少したた
め,継続することで実験による事故も減り,研究環境の向
上にもつながっている.
酸素欠乏危険作業主任者:山岸太平
86
■掲載誌及び掲載論文
(1) Fujito, H.; Kunioku, H.; Kato, D.; Suzuki, H.; Higashi, M.;
Kageyama, H.; Abe, R. Layered Perovskite Oxychloride
Bi4NbO8Cl: A Stable Visible Light Responsive Photocatalyst
for Water Splitting. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2082-2085.
(2) Tomita, O.; Otsubo, T.; Higashi, M.; Ohtani, B.; Abe, R.
Partial Oxidation of Alcohols on Visible-Light-Responsive
WO3. Photocatalysts Loaded with Palladium Oxide
Cocatalyst. ACS Catal. 2016, 6, 1134-1144.
年報2015・研究室編●
(3) Higashi, M.; Tomita, O.; Abe, R.: Porous TaON
photoanodes loaded with cobalt-based cocatalysts for
efficient and stable water oxidation under visible light. Top.
Catal. 2016, 59, 740-749.
(4) Higashi, M.; Yamanaka, Y.; Tomita, O.; Abe, R.
Fabrication of Cation-doped BaTaO2N Photoanodes for
Efficient Photoelectrochemical Water Splitting under Visible
Light Irradiation. APL Materials, 2015, 3, 104418.
(5) Suzuki, H.; Tomita, O.; Higashi, M.; Abe, R. Z-scheme
water splitting into H2 and O2 using tungstic acid as
oxygen-evolving photocatalyst under visible light irradiation.
Chem. Lett. 2015, 44, 1134-1136.
(6) Suzuki, H.; Tomita, O.; Higashi, M.; Abe, R. Two-step
photocatalytic water splitting into H2 and O2 using layered
metal oxide KCa2Nb3O10 and its derivatives as O2-evolving
●年報2015・研究室編
photocatalysts with IO3-/I- or Fe3+/Fe2+ redox mediator. Catal.
Sci. Technol. 2015, 5, 2640-2648.
(7) Imaoka, T.; Kitazawa, H.; Chun, W.; Yamamoto, K.
Finding the Most Catalytically Active Platinum Clusters With
Low Atomicity. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 9810-9815.
(8) Murata, N.; Kobayashi, M.; Okada, Y.; Suzuki, T.; Nitani,
H.; Kageyama, H.; Niwa, Y., Abe, H.; Wada, T.; Mukai, S.;
Uehara, H.; Ariga, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K. A
high-temperature in situ cell with a large solid angle for
fluorescence X-ray absorption fine structure measurement.
Rev. Sci. Instrum. 2015, 86, 034102.
87
その他の業績
activities of ICAT
■論文
■論文謝辞
現在は触媒科学研究所を離れているが過去に在籍した
研究者を著者とし,その所属として触媒科学研究所が記載
されている論文を以下に示す.
謝辞に触媒科学研究所が記載されている論文のうち、著
者所属が触媒科学研究所でないものを以下に示す.なお,
研究支援技術部に関するもの(5件)は,研究支援技術部
の項(86~87ページ)に別に記した.
(1) Lunkenbein, T.; Girgsdies, F.; Wernbacher, A.; Noack, J.;
Auffermann, G.; Yasuhara, A.; Klein-Hoffmann, A.; Ueda,
W.; Eichelbaum, M.; Trunschke, A.; Schlogl, R.; Willinger,
M. G. Direct Imaging of Octahedral Distortion in a Complex
Molybdenum Vanadium Mixed Oxide. Angew. Chem. Int. Ed.
2015, 54, 6828-6831.
(2) Marin, R. P.; Ishikawa, S.; Bahruji, H.; Shaw, G.; Kondrat,
S. A.; Miedziak, P. J.; Morgan, D. J.; Taylor, S. H.; Bartley, J.
K.; Edwards, J. K.; Bowker, M.; Ueda, W.; Hutchings, G. J.
Supercritical antisolvent precipitation of TiO2 with tailored
anatase/rutile composition for applications in redox catalysis
and photocatalysis. Appl. Catal. a-Gen. 2015, 504, 62-73.
(3) Hattori, H. Solid base catalysts: fundamentals and their
applications in organic reactions. Appl. Catal. a-Gen. 2015,
504, 103-109.
(4) Matsushima, T.; Kokalj, A. N2 Emission via Intermediate
N2O in a Steady-State NO + CO + D2 Reaction on Stepped
Pd(211) by Angle-Resolved Desorption. J. Phys. Chem. C
2015, 119, 11699-11713.
(5) Ishikawa, S.; Kobayashi, D.; Konya, T.; Ohmura, S.;
Murayama, T.; Yasuda, N.; Sadakane, M.; Ueda, W. Redox
Treatment of Orthorhombic Mo29V11O112 and Relationships
between Crystal Structure, Microporosity and Catalytic
Performance for Selective Oxidation of Ethane. J. Phys.
Chem. C 2015, 119, 7195-7206.
(6) Omata, K.; Matsumoto, K.; Murayama, T.; Ueda, W.,
Direct oxidative transformation of glycerol to acrylic acid
over Nb-based complex metal oxide catalysts. Catal. Today
2016, 259, 205-212.
(7) Ishikawa, S.; Ueda, W., Microporous crystalline Mo-V
mixed oxides for selective oxidations. Catal. Sci. Technol.
2016, 6, 617-629.
(8) Omata, K.; Matsumoto, K.; Murayama, T.; Ueda, W.,
Direct oxidative transformation of glycerol to acrylic acid
over Nb-based complex metal oxide catalysts. Catal. Today
2016, 259, 205-212.
88
(1) Karlsson, R. K. B.; Cornell, A. Selectivity between Oxygen
and Chlorine Evolution in the Chlor-Alkali and Chlorate
Processes. Chem. Rev. 2016, 116, 2982-3028.
(2) Furusawa, T.; Watanabe, M.; Kadota, R.; Matsumoto, T.;
Sato, M.; Suzuki, N. Methanolysis of rapeseed oil to fatty
acid methyl esters using microencapsulated CaO and
TiO2-supported chromium oxide under light irradiation. Fuel
Process. Technol. 2015, 140, 125-131.
(3) Shimoda, N.; Umehara, S.; Kasahara, M.; Hongo, T.;
Yamazaki, A.; Satokawa, S. Methanol oxidative
decomposition over zirconia supported silver catalyst and its
reaction mechanism. Appl. Catal. A-Gen. 2015, 507, 56-64.
(4) Shimoda, N.; Shoji, D.; Tani, K.; Fujiwara, M.; Urasaki,
K.; Kikuchi, R.; Satokawa, S. Role of trace chlorine in
Ni/TiO2 catalyst for CO selective methanation in reforrnate
gas. Appl. Catal. B-Environ. 2015, 174, 486-495.
年報2015・研究室編●
個人データ
personal data
個人データ
教員の50音順.着任時の職名が現在のものとことなる場合
にはそれが表示されている.
朝倉清髙
あさくらきよたか
Kiyotaka ASAKURA
職名:教授
着任:1999年4月1日
部門/クラスター:触媒表面研究部門/触媒ネットワーク研
究クラスター
担当大学院(学部):工学研究院(工学部)
研究室:創成科学研究棟02 312-2
電話:011-706-9113・ファクシミリ:011-706-9113・電子
メール:[email protected]
研究分野:物理化学/固体の表面構造/界面化学/機能物質
化学/反応速度論と触媒/薄膜・表面界面物性/計測工学/
ナノ構造科学/環境関連化学/量子ビーム
研究課題:燃料電池触媒(2007-)/遷移金属ー典型元素化合
物表面の化学と物理(2000-)/不均一規整表面の合成と触
媒作用(1999-)/顕微法による実空間実時間表面観察
(1999-)/新しい表面解析手段の開発高速XAFSによる活性
表面の構造と設計と顕微法による実空間実時間表面観察
(1999-)
研究キーワード:表面化学/反応化学/構造化学/XAFS分光
学/光電子顕微鏡/表面顕微分光/酸化物表面/触媒表面科
学/脱硫触媒/燃料電池
学歴:1981年3月東京大学理学部化学科卒業/1983年3月東
京大学理学系研究科化学専攻修士課程修了/1984年9月東
京大学理学系研究科化学専攻博士課程中退
学位:1983年3月理学修士(東京大学)/1987年9月理学博
士(東京大学)「EXAFS Studies on the Local Structures of
Metal Dispersed in Polyacetylene and Attached Metal
Catalysts」
職歴:1984年10月東京大学助手(理学部化学科)/1992年
10月東京大学講師(理学部化学教室)/1994年6月東京大学
助教授(理学部スペクトル化学研究センター)/1999年4
月北海道大学教授(触媒化学研究センター触媒表面化学部
門表面活性構造物性分野)/2015年10月北海道大学触媒科
学研究所教授(触媒表面研究部門)
在外研究歴:1991年10月-1991年10月に学振日米協力米国
Delaware大学に短期派遣(Japan-US cooperative Fellowship
of JSPS)/1993年3月-1994年4月Fritz-Habor Institute der Max
Planck Gezellschaft(AvH Research Fellow)/1997年1月-1997
年2月米国UC Davis(共同研究)
所属学会:日本原子力学会/日本化学会/日本表面科学会/
日本XAFS研究会/触媒学会/日本放射光学会/PF懇談会/応
用物理学会/界面及びコロイド学会/日本物理学会
●年報2015・個人編
/American Chemical Society
学会活動:PF懇談会運営委員会委員(1997-2003)/第2回
XAFS討論会プログラム委員(1999)/XAFS XI executive
committee ( 1999-2000 ) /XAFS XI Program committee
member(1999-2000)/触媒学会討論会委員(2000-2001,
2012-2013)/日本化学会編集委員(2000-2002)/XAFS研究
会幹事(2001-2003)/日本表面科学会評議員(2001-2004)
/日本化学会北海道支部幹事(2003-2005)/日本表面科学
会理事(2003-2006)/日本化学会幹事(2003-2006)/日本
放射光学会幹事(2003-2006)/IUCr XAFS commission
(2004-2010)/日本表面科学学会放射光表面科学研究部会
幹事(2005-2012)/日本表面科学会学会誌編集委員(2006)
/日本表面科学学会東北・北海道支部企画幹事(2006)/
日 本 XAFS 研 究 会 幹 事 ( 2006 ) / 触 媒 学 会 学 術 委 員
(2006-2008)/触媒学会企画・教育委員会(2009-2013)/
日本表面科学学会東北・北海道支部幹事(2007-2012)/
触媒学会代議員(2007-2011,2014-)/触媒学会北海道支
部幹事(2008-2009)/IXAS executive committee(2009-2015)
/ 日 本 XAFS 研 究 会 会 長 ( 2009-2014 ) /PF 懇 談 会 会 長
(2010-2012)/日本表面科学会触媒表面科学研究部会部会
長(2011-2012)/触媒学会教育委員(2011-2014)/PF-UA
運 営 委 員 ( 2012- ) /SPRUC 評 議 員 (2012-)/ISHHC-16
Conference Secretary ( 2012-2013 ) /PF-UA 庶 務 幹 事
(2012-2015)/日本表面科学学会東北・北海道支部副支部
長(2013-2014)/日本表面科学学会放射光表面科学研究部
会部会長(2013-)/日本表面科学学会東北・北海道支部支
部長(2015-)/日本表面科学学会副会長(2015-)/PF-UA戦
略・将来計画担当幹事(2015-)
主要な研究業績:
(1)Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Ohba,
T.; Niwa, Y.; Nozawa, S.; Sato, T.; Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.;
Adachi, S.; Katayama, T.; Togashi, T.; Owada, S.; Ogawa, K.;
Yabashi, M.; Hatada, K.; Takakusa, S.; Yokoyama, Y.; Ohtani,
B.; and Asakura, K. Dynamics of photoelectrons and structural
changes of tungsten trioxide observed by femtosecond transient
XAFS. Angew. Chem. Int.Ed. 2015, 55, 1364-1367. (2)
Mochizuki, I.; Ariga, H.; Fukaya, Y.; Wada, K.; Maekawa, M.;
Kawasuso, A.; Shidara, T.; Asakura, K.; Hyodo, T. Structure
determination of the rutile-TiO2(110)-(1X2) surface using
total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD).
Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 7085-7092.(3)Wada, T.;
Murata, N.; Uehara, H.; Suzuki, T.; Nitani, H.; Niwa, Y.; Uo
M.; Asakura, K. Degradation mechanism of a
high-performance real micro gas sensor, as determined by
spatially resolved XAFS. Phys. Chem. Chem.Phys. 2016 18,
7374-80 ( 4 ) Asakura, K. Polarization-Dependent Total
Reflection Fluorescence Extended X-Ray Absorption Fine
Structure and Its Application to Supported Catalysis. In
Catalysis Spivey, J. J.; Gupta, M., Eds. RSC publishing:
Cambridge 2012; Vol. 24, pp 281-322. ( 5 ) Murata, N.;
Kobayashi, M.; Okada, Y.; Suzuki, T.; Nitani, H.; Niwa, Y.;
Abe, H.; Wada, T.; Mukai, S.; Uehara, H.; Ariga, H.;
Takakusagi, S.; Asakura, K. A high-temperature in situ cell with
a large solid angle for fluorescence X-ray absorption fine
structure measurement. Rev. Sci. Instrum. 2015, 86, 034102.
学術関係の受賞:触媒学会奨励賞「in-situ EXAFS法による
89
触媒活性表面の動的解析」
(1993/04)・日本化学会BCSJ賞
「In Situ Time-Resolved Energy-Dispersive XAFS Study on
the Reduction Processes of Cu-ZSM-5 Catalysis」
(2001/09)・
平成26年度(第19回)日本表面科学会学会賞「最先端X線
吸収分光手法の開発と触媒ナノ物質の学理の探求」
( 2015/03 )・ 日 本 化 学 会 BCSJ 賞 「 Investigation of the
Cleanliness of Transferred Graphene: The First Step toward Its
Application as a Window Material for Electron Microscopy and
Spectroscopy」(2015/08)・平成27年度北海道発明協会北海
道発明協会会長賞「表面の電子状態を観察する特殊な顕微
鏡」(2015/10)・平成27年度 触媒学会学会賞(学術部門)
「Operando XAFS法による触媒構造のその場観察と触媒作
用機構に関する研究」(2016/03)
H.F.; Ariga, H.; Dowler, R.; Sterrer, M.; Freund, H.J. Surface
science approach to catalyst preparation-Deposition of Pd onto
thin Fe3O4(111) films from PdCl2 precursor. J. Catal. 2012,
286, 1-5. (5)Ariga, H.; Taniike, T.; Morikawa, H.; Tada, M.;
Min, B.K.; Watanabe, K.; Matsumoto, Y.; Ikeda, S.; Saiki, K.;
Iwasawa, Y. Surface-mediated Visible-light Photo-oxidation on
Pure TiO2(001). J. Am. Chem. Soc. 2009. 131, 14670..
学術関係の受賞:Pacifichem 2005 Student Poster Award・日
本 化 学 会 BCSJ 賞 「 Investigation of the Cleanliness of
Transferred Graphene: The First Step toward Its Application as
a Window Material for Electron Microscopy and
Spectroscopy」(2015/08)
大澤雅俊
有賀寛子
ありがひろこ
Hiroko ARIGA
職名:助教
着任:2009年10月1日
部門/クラスター:触媒表面研究部門
研究室:創成科学研究棟02 112
電話:011-706-9115・ファクシミリ:011-706-9115・電子
メール:[email protected]
研究分野:触媒化学/表面科学
研究課題:表面合金ナノ粒子の精密調整と触媒特性の研
究, μSR法を用いた金属酸化物の光触媒特性の解明
研究キーワード:走査プローブ顕微法,XAFS法,第一原理
計算,金属燐化物,金属酸化物
学歴:2003年3月東京大学理学部卒業/2005年3月東京大学
理学系研究科修士課程修了/2008年3月東京大学理学系研
究科博士課程修了
学位:2005年3月修士(理学)
(東京大学)/2008年3月博士
(理学)
(東京大学)
「TiO2単結晶の表面構造と可視光誘起
反応に関する研究」
職歴:2006年4月日本学術振興会特別研究員(DC2),2008
年4月-2009年9月ドイツ・Fritz Haber Institute博士研究員
/2009年10月-2010年3月北海道大学特任助教(触媒化学研
究センター)/2010年4月-北海道大学助教(触媒化学研究セ
ンター)/2015年10月北海道大学触媒科学研究所助教(触媒
表面研究部門)
在外研究歴:2008年4月-2009年9月ドイツ・Fritz Haber
Institute,2012年3月-2012年4月スイス・ETH
所属学会:触媒学会,日本表面科学会,日本化学会
学会活動:日本化学会北海道支部幹事(2012-2014)
主要な研究業績:(1)Mochizuki, I.; Ariga, H.; Fukaya, Y.;
Wada, K.; Maekawa, M.; Kawasuso, A.; Shidara, T.; Asakura,
K.; and Hyodo, T. Structure determination of the
rutile-TiO2(110)-(1X2)
surface
using
total-reflection
high-energy positron diffraction (TRHEPD). Phys. Chem.
Chem. Phys. 2016, 18, 7085-7092.(2)Yuan, Q.; Ariga, H.;
Asakura, K. An Investigation of Ni2P Single Crystal Surfaces:
Structure, Electronic State and Reactivity. Top. Catal. 2015,
58, 194-200. (3)Ariga, H.; Kawashima, M.; Takakusagi, S.;
Asakura K. Density Function Theoretical Investigation on the
Ni3PP Structure and the Hydrogen Adsorption Property of the
Ni2P(0001) Surface. Chem. Lett. 2013, 42, 1481. (4)Wang,
90
おおさわまさとし
Masatoshi OSAWA
職名:特任教授
着任:1994年12月1日(教授)
部門/クラスター:表面分子科学研究部門/触媒ネットワー
ク研究クラスター
研究室:創成科学研究棟03 309-1
電話:011-706-9123・ファクシミリ:011-706-9124・電子
メ ー ル : [email protected] ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ :
http://www.cat.hokudai.ac.jp/osawa/
研究分野:表面物理化学/電気化学
研究課題:電極界面の構造,反応,ダイナミクス,機能化・
電極触媒反応機構,表面振動分光法の開発
研究キーワード:電極触媒反応/電極界面構造/電極反応ダ
イナミクス/表面振動分光
学歴:1974年3月東北大学工学部金属加工学科卒業/1976
年3月東北大学工学研究科金属加工学専攻修士課程修了
学位:1976年3月工学修士(東北大学)/1984年7月工学博
士(東北大学)
「ラマン分光による金属表面現象の基礎的
研究」
職歴:1976年4月東北大学助手(工学部金属加工学科)/1988
年11月東北大学講師(工学部生物化学工学科)/1989年4
月東北大学助教授(工学部分子化学工学科)/1994年12月
触媒化学研究センター教授/2015年10月北海道大学触媒科
学研究所教授(表面分子科学研究部門)
在外研究歴:1994年7月IBMサンノゼ研究所客員研究員<12
月>
所属学会:米国電気化学会/国際電気化学会/電気化学会/
日本化学会/日本表面科学会/触媒学会/日本分析化学会/
分光学会
学会活動:分光学会編集委員(1992-1994)・日本化学会
Chemistry Letters編集委員(2005/5-2008/4)・電気化学
会北海道支部長(2008)・日本分光学会北海道支部長
(2008)・日本分析化学会北海道支部長(2009)
主要な研究業績:
(1)Osawa, M.; Tsushima, M.; Mogami, H.;
Samjeské G.; Yamakata, A. Structure of water at the electrified
platinum-water interface: A study by surface-enhanced infrared
absorption spectroscopy. J. Phys. Chem. C 2008, 112,
4248-4256.(2)Uchida, T.; Mogami, H.; Yamakata, A.; Sasaki,
Y.; Osawa, M. Hydrogen evolution reaction catalyzed by
proton-coupled redox of 4,4’-bipyridine monolayer adsorbed
on metal electrodes. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130,
年報2015・個人編●
10862-10863.(3)Osawa, M.; Komatsu, K.; Samjeské, G.;
Uchida, T.; Ikeshoji, T.; Cuesta, A.; Gutiérrez, C. The role of
bridge-bonded adsorbed formate in the electrocatalytic
oxidation of formic acid on platinum. Angew. Chem. Int. Ed.
2011, 50, 1159-1163.(4)Joo, J.; Uchida, T.; Cuesta, A.; Koper,
M. T. M.; Osawa, M. Importance of acid−base equilibrium in
electrocatalytic oxidation of formic acid on platinum. J. Am.
Chem. Soc. 2013, 135, 9991-9994.(5)Yamakata, A.; Soeta, E.;
Ishiyama, T.; Osawa, M.; Morita, A. Real-time observation of
the destruction of hydration shells under electrochemical force.
J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15033-15039.
学術関係の受賞:金属助成会奨励賞「ラマン分光による金
属表面の研究」
(1984/7)
・日本分析学会北海道支部北海道
分析化学会賞「表面増強赤外分光法の基礎確立とその展
開」・電気化学会学術賞「振動分光による電極反応ダイナ
ミクスの新展開」
(2001/4)
・日本化学会学術賞「表面増強
赤外分光法の確立と電極表面反応ダイナミクスへの展開」
(2006/3)
・国際電気化学会Prix Jacques Tacussel 2005「For
work on surface-enhanced infrared absorption spectroscopy
and its application to adsorption and reactions on electrode
surfaces」(2006/8)・日本化学会BCSJ Award(2009/10)・
日本分析化学会賞「表面増強赤外分光の基礎開発と表面分
析への応用展開」(2010/9)・米国電気化学会David C.
Grahame Award「For significant contributions in the field of
physical electrochemistry」
(2011/5)
・電気化学会賞(武井賞)
「電極界面の構造と反応の物理化学的研究」
(2013/3)
・国
際 電 気 化 学 会 Brian Conway Prize for Physical
Electrochemistry ( 2014/9 )・ 国 際 電 気 化 学 会 Fellow
(2014/9)・Royal Society of Chemistry, The Faraday Medal
(2014/9)
大谷文章
おおたにぶんしょう
Bunsho OHTANI
職名:教授
着任:1998年9月1日
部門/クラスター:光触媒科学研究部門/サステナブル触媒
研究クラスター
研究室:創成科学研究棟03-311-2
電話:011-706-9132・ファクシミリ:011-706-9133・電子
メ ー ル : [email protected] ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ :
http://pcat.cat.hokudai.ac.jp/
研究分野:無機工業化学/機能物質化学/触媒・資源化学プ
ロセス
研究課題:光触媒反応を応用する新しい化学反応系の開
拓・超高活性半導体光触媒の設計と開発・光触媒反応の基
本原理の解明
研究キーワード:光触媒反応/光電気化学/表面化学/触媒
反応化学
学歴:1979年3月京都大学工学部石油化学科卒業/1981年3
月京都大学工学研究科石油化学専攻修士課程修了/1984年
3月京都大学工学研究科石油化学専攻博士課程研究指導認
定退学/1984年4月-1985年2月京都大学工学部研究生
学位:1981年3月工学修士(京都大学)/1985年3月工学博
士(京都大学)「Photocatalytic Redox Reactions by Aqueous
Suspension of Titanium Dioxide」
●年報2015・個人編
職歴:1985年2月京都大学助手(工学部石油化学教室触媒
物理学講座)/1993年4月同(大学院工学研究科物質エネル
ギー化学教室基礎物質化学講座)その他/1996年4月北海道
大学助教授(大学院理学研究科化学専攻)/1998年9月触媒
化学研究センター教授(触媒機能設計部門触媒反応化学分
野)/2015年10月北海道大学触媒科学研究所教授(光触媒
科学研究部門)
在外研究歴:1997年7月~10月カンザス大学客員研究員
所属学会:日本化学会/触媒学会/電気化学会/日本表面科
学会/光化学協会/International Society of Electrochemistry/
American Chemical Society
学会活動:日本化学会コロイドおよび界面化学部会ニュー
ス レ タ ー 編 集 委 員 ( 1997-2008 )・ 同 北 海 道 支 部 幹 事
(2000-2001)
・同速報誌編集委員(2004-2006)
・触媒学会
討論会委員(1998-1999)
・同編集委員(2000-2003)
・同理
事[編集委員長](2005-2006)・同光触媒研究会代表幹事
(2006-2007)
・同代議員(2008-)
・同経営予算委員会委員
(2009-2012)・同北海道地区幹事(1998/2004-2005)・同
北海道地区代表幹事(2008-2009)
・電気化学会関西電気化
学 研 究 会 幹 事 ( 1994-1996 )・ 同 北 海 道 支 部 常 任 幹 事
( 1997-2010 )・ 同 光 電 気 化 学 研 究 懇 談 会 主 査
(2003-2004)
・同北海道支部支部長(2011-2012)
・同北海
道支部監査(2013-2014)
・同理事(2013-2014)
・日本表面
科学会会誌編集委員(1992-2002)・同関西支部常任幹事
( 1992-1996 )・ 光 化 学 協 会 常 任 理 事 [ 編 集 委 員 長 ]
(2008-2009)・同理事(2012-2013)
主要な研究業績:
(1)Ohtani, B. Revisiting the Original Works
Related to Titania Photocatalysis: A Review of Papers in the
Early Stage of Photocatalysis Studies. Electrochemistry
2014, 82, 414-425. (2)Ohtani, B. Photocatalysis A to Z―
What We Know and What We Don't Know. J. Photochem.
Photobiol. C Photochem. Rev. 2010, 11, 157-178. (3)Ohtani,
B.; Prieto-Mahaney, O.-O.; Li, D.; Abe, R. What is Degussa
(Evonik) P25? Crystal composition analysis, reconstruction
from isolated pure particles, and photocatalytic activity test. J.
Photochem. Photobiol. A Chem. 2010, 216, 179-182. (4)
Ohtani, B.; Prieto-Mahaney, O.-O.; Amano, F.; Murakami, N.;
Abe, R. What Are Titania Photocatalysts?―An Exploratory
Correlation of Photocatalytic Activity with Structural and
Physical Properties. J. Adv. Oxidat. Tech. 2010, 13, 247-261.
(5)Ohtani, B. Preparing Articles on Photocatalysis―Beyond
The Illusions, Misconceptions and Speculation. Chem.
Lett. 2008, 37, 217-229.
学術関係の受賞:電気化学会平成17年度学術賞「光触媒反
応機構の解明とそれにもとづく高活性光触媒・高効率反応
系の開発」
(2005/04/02)
・光化学協会2006年度協会賞「光
触媒反応の機構解明と高効率光触媒反応系の開発」
(2006/09/11)・平成24年度触媒学会学会賞(学術部門)
「不均一系光触媒の反応機構解明と設計」(2013/03/26)
91
小笠原正道
おがさわらまさみち
Masamichi OGASAWARA
職名:准教授
着任:2002年10月1日(助教授)
離任:2016年3月31日(徳島大学)
部門/クラスター:分子触媒研究部門/不斉反応場研究クラ
スター
研究室:創成科学研究棟05 111
電話:011-706-9154・ファクシミリ:011-706-9150・電子
メール:[email protected]
研究分野:有機金属化学/触媒的不斉合成/均一系触媒/錯
体化学
研究課題:遷移金属錯体を用いた立体選択的合成反応の開
発(2002-)
研究キーワード:有機金属化学/有機合成化学
学歴:1989年3月東京大学工学部工業化学科卒業/1991年3
月東京大学工学系研究科修士課程工業化学専攻修士課程
修了/1994年3月東京大学工学系研究科工業化学専攻博士
課程修了
学位:1991年3月工学修士(東京大学)/1994年3月工学博
士(東京大学)「Solution Behavior and Reactions of FiveCoordinate Hydridobis(diphosphine)ruthenium(II)」
職歴:1997年4月京都大学大学院理学研究科化学教室助手
/2002年10月北海道大学触媒化学研究センター助教授
在外研究歴:1994年5月-1996年5月米国 インディアナ大学
博士研究員(Indiana University, Postdoctoral Fellow)/1996
年6月-1997年3月米国ノースウェスタン大学博士研究員
(Northwestern University, Postdoctoral Fellow)
所属学会:日本化学会/アメリカ化学会/有機合成化学協会
/日本薬学会/近畿化学協会/触媒学会
学会活動:2007年3月-2009年2月日本化学会北海道支部庶
務幹事
主要な研究業績:(1)Okayama, Y.; Tsuji, S.; Toyomori, Y.;
Mori, A.; Arae, S.; Wu, W.-Y.; Takahashi, T.; Ogasawara, M.
Enantioselective Synthesis of Macrocyclic Heterobiaryl
Derivatives of Molecular Asymmetry by MolybdenumCatalyzed Asymmetric Ring-Closing Metathesis. Angew. Chem.
Int. Ed. 2015, 54, 4927-4931.(2)Ogasawara, M.; Tseng, Y.-Y.;
Arae, S.; Morita, T.; Nakaya, T.; Wu, W.-Y.; Takahashi, T.;
Kamikawa, K. Phosphine-Olefin Ligands Based on a
Planar-Chiral (π-Arene)chromium Scaffold: Design, Synthesis,
and Application in Asymmetric Catalysis. J. Am. Chem. Soc.
2014, 136, 9377-9384. ( 3 ) Ogasawara, M.; Kotani, S.;
Nakajima, H.; Furusho, H.; Miyasaka, M.; Shimoda, Y.; Wu,
W.-Y.; Sugiura, M.; Takahashi, T.; Nakajima, M., Helically
Chiral Diene in Asymmetric Catalysis: C2-Symmetric
(Z,Z)-2,3-Bis[1- (diphenylphosphinyl)ethylidene]tetralin as
Highly Active Lewis-Base Organocatalyst. Angew. Chem. Int.
Ed. 2013, 52, 13798-13802.(4)Ogasawara, M.; Wu, W.-Y.;
Arae, S.; Watanabe, S.; Morita, T.; Takahashi, T.; Kamikawa,
K. Kinetic Resolution of Planar-Chiral (η6-Arene)chromium
Complexes
by
Molybdenum-Catalyzed
Asymmetric
Ring-Closing Metathesis. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51,
2951-2955.(5)Ogasawara, M.; Watanabe, S.; Nakajima, K.;
Takahashi, T. Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral
Phosphaferrocenes by Molybdenum-Catalyzed Asymmetric
Interannular Ring-Closing Metathesis. J. Am. Chem. Soc. 2010,
92
132, 2136-2137.
学術関係の受賞:有機合成化学協会研究企画賞「不斉合成
手法による面不斉メタロセン光学活性ポリマーの合成」
(2003)
・有機合成化学協会奨励賞「遷移金属錯体触媒に
よる置換アレン類の立体選択的合成法の開発とその応用」
(2006)
小林広和
こばやしひろかず
Hirokazu KOBAYASHI
職名:助教
着任:2009年4月1日
部門:物質変換研究部門
研究室:創成科学研究棟04 309-1
電話:011-706-9137・ファクシミリ:011-706-9139・電子
メール:[email protected]・ウェブペー
ジ:http://www.cat.hokudai.ac.jp/fukuoka/
研究分野:触媒・資源化学プロセス
研究課題:固体触媒によるバイオマス変換
研究キーワード:固体触媒/バイオマス/セルロース/キチ
ン
学歴:2004年3月東京工業大学工学部化学工学科応用化学
コース卒業/2006年3月東京工業大学大学院理工学研究科
応用化学専攻修士課程修了/2009年3月東京工業大学大学
院理工学研究科応用化学専攻博士後期課程修了
学位:2006年3月修士(工学)(東京工業大学)/2009年3
月博士(工学)
(東京工業大学)
「バナジウム触媒による酸
素を用いたアルカンの選択部分酸化反応」
職歴:2006年4月日本学術振興会特別研究員DC1(東京工業
大学)/2009年4月北海道大学触媒化学研究センター助教
(物質変換化学研究部門)/2015年10月北海道大学触媒科
学研究所助教(物質変換研究部門)
所属学会:触媒学会/日本化学会/米国化学会
学会活動:触媒学会若手会委員(2010-2013)
・同北海道支
部オーロラ委員(2011-2012)
・同討論会委員(2011-2013)
・
同 総 務 委 員 ( 2012-2014 )・ 同 北 海 道 支 部 会 計 幹 事
(2012-2014)・同会誌編集委員会(2015-)・同広報委員
(2015-)・TOCAT6/APCAT5現地実行委員(2009-2011)・
TOCAT7知床プレシンポジウム総務担当(2013-2014)
・第16
回均一系不均一系触媒国際会議現地実行委員
(2012-2014)
・ZMPC2015現地実行委員(2013-2015)
・16th
ICCプレシンポジウム組織委員(2015-)
主要な研究業績:(1)Kobayashi, H.; Kaiki, H. Shrotri, A.;
Techikawara, K.; Fukuoka, A. Hydrolysis of Woody Biomass
by a Biomass-Derived Reusable Heterogeneous Catalyst.
Chem. Sci. 2016, 7, 692696.* (2)Yabushita, M.; Kobayashi,
H.; Kuroki, K.; Ito, S.; Fukuoka, A. Catalytic Depolymerization
of Chitin with Retention of N-Acetyl Group. ChemSusChem
2015, 8, 37603763.*(3)Chung, P.-W.; Yabushita, M.; To, A.
T.; Bae, Y.; Jankolovits, J.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Katz,
A. Long-Chain Glucan Adsorption and Depolymerization in
Zeolite-Templated Carbon Catalysts. ACS Catal. 2015, 5,
64226425.*(4)Kobayashi, H.; Yabushita, M.; Komanoya, T.;
Hara, K.; Fujita, I.; Fukuoka, A. High-Yielding One-Pot
Synthesis of Glucose from Cellulose Using Simple Activated
Carbons and Trace Hydrochloric Acid. ACS Catal. 2013, 3,
年報2015・個人編●
581587.*(5)Kobayashi, H.; Yamanaka, I. Oxidation of
Adamantane with O2 Catalysed by VO(acac)2 and Reactivity of
Active Species in Acetic Acid. J. Mol. Catal. A: Chem. 2008,
294, 3742.*
学術関係の受賞:北海道大学研究総長賞奨励賞
( 2016/02/03 )・ 北 海 道 大 学 研 究 総 長 賞 奨 励 賞
(2015/03/11)・Chinese Journal of Catalysis, Best Poster
Award 「 Selective synthesis of sorbitan from sorbitol over
sulfated zirconia catalyst」(2013/09/25)・第111回触媒討論
会若手優秀講演賞(討論会B)
「活性炭触媒によるセルロー
スの加水分解反応」
(2013/03/26)
・GSC-AON 2007, Poster
Presentation Award 「 Oxidation of Alkanes with O2 by
VO(acac)2 Catalyst」(2007/03/09)
小山靖人
こやまやすひと
Yasuhito KOYAMA
職名:准教授
着任:2013年1月1日
離任:2016年3月31日(富山県立大学)
部門/クラスター:高分子機能科学研究部門/バイオポリマ
ー研究クラスター
研究室:創成科学研究棟05 309-2
電話:011-706-9157・ファクシミリ:011-706-9156・電子
メ ー ル : [email protected] ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ :
http://polymer.cat.hokudai.ac.jp/index.html
研究分野:高分子合成/超分子化学/有機化学
研究課題:新重合反応に基づくバイオポリマーの迅速合成
法の開発と超分子材料の創製・空間結合の特性を活用する
メカノクロミックエラストマーの創成・円偏光発光性材料
に向けた蛍光性ラセンポリマーの合成と特性評価
研究キーワード:バイオポリマー/超分子化学/高分子合成
/有機化学
学歴:2000年3月北海道大学理学部化学科卒業/2002年3月
北海道大学大学院理学研究科化学専攻修士課程修了/2005
年3月東北大学大学院理学研究科化学専攻博士課程修了
学位:2002年3月修士(理学,北海道大学)/2005年3月博
士 ( 理 学 , 東 北 大 学 )「 Synthetic Study of Kedarcidin
Chromophohre」
職歴:2005年4月日本学術振興会特別研究員(東京工業大
学大学院理工学研究科化学専攻)/2007年3月東京工業大学
助手(大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻)/2007
年4月同助教(大学院理工学研究科有機・高分子物質専
攻)/2013年1月北海道大学触媒化学研究センター准教授
(集合機能化学研究部門)/2015年10月北海道大学触媒科
学研究所准教授(高分子機能科学研究部門)
所属学会:日本化学会/高分子学会/有機合成化学協会/日
本ゴム協会
学会活動:有機合成化学協会誌編集委員(2011-2012)
主要な研究業績:(1)Okuda, H.; Koyama, Y.; Uchida, S.;
Michinobu, T.; Sogawa, H.; Takata, T. Reversible
Transformation of One-Handed Helical Foldamer Utilizing
Planarity-Switchable Spacer and C2-Chiral Spirobifluorene
Units. ACS Macro Lett. 2015, 4, 462-466. (2)Wang, C.-G.;
Koyama, Y.; Uchida, S.; Takata, T. Synthesis of Highly
●年報2015・個人編
Reactive Polymer Nitrile N-Oxides for Effective Solvent-Free
Grafting. ACS Macro Lett. 2014, 3, 286290. (3)Wang, C.-G.;
Koyama, Y.; Yonekawa, M.; Uchida, S.; Takata, T. Polymer
nitrile N-oxide directed toward catalyst- and solvent-free click
grafting. Chem. Commun. 2013, 49, 7723-7725. (4)Kohsaka,
Y.; Nakazono, K.; Koyama, Y.; Takata, T. Size-Complementary
Rotaxane Cross-Linking for the Stabilization and Degradation
of a Supramolecular Network. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50,
4872-4875. (5)Miyagawa, N.; Watanabe, M.; Matsuyama, T.;
Koyama, Y.; Moriuchi, T.; Hirao, T.; Furusho, Y.; Takata, T.
Successive catalytic reactions specific to Pd-based rotaxane
complexes as a result of wheel translation along the axle.
Chem. Commun. 2010, 46, 1920-1922.
学術関係の受賞:日本化学会第84春季年会学生講演賞「エ
ンジイン系超天然物ケダルシジンクロモフォアの全合成
研究」
(2004/05)・有機合成化学協会研究企画賞「メタル
テンプレート型ロタキサンを用いた高分子合成」
(2008/03)
・日本化学会第88春季年会優秀講演賞(学術)
「ニトリルオキシドを用いた新規クリック反応の開発と
高分子合成への応用」(2008/05)・東工大若手研究奨励賞
「ニトリルオキシドを用いた高分子の架橋法の開発」
(2009/04)
・日本化学会第89春季年会優秀講演賞(産業)
「ニトリルオキシドを用いた高分子修飾・架橋法の開発」
(2009/05)・第5回CERI最優秀発表論文賞「速度論的に安定
化したロタキサン架橋点を用いた高分子のリサイクル」
(2009/10)・第21回エラストマー討論会優秀発表賞「速度
論的に安定化したニトリルオキシドを用いた高分子修飾」
(2009/10)・第1回田中ゴム化学技術賞「エラストマー表面
への分子集積法の開発」(2011/02)・第2回ブリヂストンソ
フトマテリアルフロンティア賞(奨励賞)
「安定ニトリル
オキシドを用いたケミカルライゲーション法の開発」
(2011/05)・2011年日本ゴム協会年次大会若手優秀発表賞
「アンビデント反応剤:無触媒オルソゴナル反応を可能と
する分子糊の開発」(2011/05)・手島記念賞論文賞「ロタ
キサン架橋点を用いた高分子のリサイクル」(2012/02)・
平成23年度高分子研究奨励賞「ロタキサン連結点を持つ超
分子ポリマーの創製と応用」(2012/05)・平成24年度東工
大挑戦的研究賞「ロタキサン架橋点を有するメカノクロミ
ックエラストマーの合成と特性評価」(2012/9)・第12回
CERI最優秀発表論文賞「高分子におけるロタキサン連結が
もたらす効果」
(2012/10)
・
「元素ブロック高分子材料の創
出」第1回若手シンポジウム優秀講演賞「ニトリルオキシ
ドを用いる高分子連結法と連結点の機能化法の開発」
(2013/10)
エバ=コワルスカ
こわるすかえば
Ewa KOWALSKA
職名:准教授
着任:2012年11月1日
部門/クラスター:光触媒科学研究部門/光機能性プラズモ
ン粒子研究クラスター
研究室:創成科学研究棟03-310-1
電話:011-706-9130・ファクシミリ:011-706-9131・電子
メール:[email protected]
研究分野:環境関連化学/機能物質化学/光化学/無機化学/
93
電気化学/分析化学/機能材料・デバイス
研究課題:太陽光照射下で活性を示す新規光触媒/殺菌効
果をもつ環境光触媒の開発(2012-)
研究キーワード:太陽光光触媒/プラズモン光触媒/環境防
護/貴金属ナノ粒子/AOPs(advanced oxidation processes)
学歴:1998年10月ポーランドグダンスク工科大学化学科修
士課程修了/2004年6月ポーランドグダンスク工科大学化
学科博士課程修了
学 位 : 2004 年 6 月 28 日 Ph. D. ( グ ダ ン ス ク 工 科 大 学 )
「 Investigations of photochemical degradation of organic
compounds」
職 歴 : 2002 年 10 月 -2003 年 8 月 Marie Curie Fellowship,
Université de Paris-Sud, Orsay, France/2004年5月-2007年10
月Gdansk University of Technology, Chemical Faculty, Poland
研究員/2005年5月-2007年7月北海道大学触媒化学研究セ
ンターJSPS外国人特別研究員/2007年10月-2009年9月北海
道大学触媒化学研究センターGCOE博士研究員/2009年9月
-2012 年 10 月 Marie Curie Fellowship, Friedrich-Alexander
University of Erlangen-Nuremberg and Ulm University,
Germany/2015年10月北海道大学触媒科学研究所准教授
(光触媒研究部門)
所属学会:International Water Association (IWA) /触媒学会/
電気化学会
主 要 な 研 究 業 績 :( 1 ) Kowalska, E.; Remita, H.;
Colbeau-Justin, C.; Hupka, J.; Belloni, J. Modification of
titanium dioxide with platinum ions and clusters: Application in
photocatalysis. J. Phys. Chem. C. 2008, 112, 1124-1131.(2)
Kowalska, E.; Abe, R.; Ohtani, B. Visible light-induced
photocatalytic reaction of gold-modified titanium(IV) oxide
particles: action spectrum analysis. Chem. Commun. 2009, 45,
241-243.(3)Kowalska, E.; Prieto-Mahaney, O.-O.; Abe, R.;
Ohtani, B. Visible light-induced photocatalysis through
surface-plasmon excitation of gold on titania surface. Phys.
Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2344-2355.(4)Zielinska-Jurek,
A.; Kowalska, E.; Sobczak, J. W.; Lisowski, W.; Ohtani, B.;
Zaleska, A. Preparation and characterization of monometallic
(Au) and bimetallic (Ag/Au) modified-titania photocatalysts
activated by visible light. Appl. Catal. B-Environ. 2011, 101,
3-4, 504-514. ( 5 ) Kowalska, E.; Wei, Z.; Karabiyik, B.;
Herissan, A.; Janczarek, M.; Markowska-Szczupak, A.; Remita,
H.; Ohtani, B. Silver modified titania with enhanced
photocatalytic and antimicrobial properties under UV and
visible light irradiation. Catal. Today, 2015, 252, 136-142.
学術関係の受賞:(1)Team award of Rector of Gdansk
University of Technology, for research achievements, Gdansk
University of Technology, Poland (1999). ( 2) Conference
stipend of IPS-14 Organizing Committee for participation at the
Fourteen International Conference on Photochemical
Conversion and Storage of Solar Energy (IPS-14) Sapporo,
Japan (2002).(3)Doctoral dissertation with distinction, Gdansk
University of Technology, Poland (2004). ( 4 ) Award in
STEF-NANO-ACC contest for the best M.Sc. and PhD thesis
in the field of nanotechnology, nanoscience and multifunctional
materials under the European Commission Sixth Framework
Programme (2005).(5)Poster award at the 2nd Nationwide
Scientific-Technical Conference on Waste Management,
Gdańsk, Poland (2006).(6)Poster award at the 59th Divisional
Meeting on Colloid and Interface Chemistry, the Chemical
Society of Japan, Sapporo, Japan (2006).(7)Poster award at the
18th International Conference on Photochemical Conversion
and Storage of Solar Energy (IPS-18), Seoul, Korea (2010).(8)
Brigitte Schlieben-Lange- Programme stipend from Ministry of
Science, Research and the Arts of Baden-Württemberg (2012).
94
清水研一
しみずけんいち
Kenichi SHIMIZU
職名:教授
着任:2015年4月1日
部門/クラスター:触媒材料研究部門
担当大学院(学部):総合化学院
研究室:創成科学研究棟04-312-2
電話:011-706-9164・ファクシミリ:011-706-9163・電子
メール:[email protected]・ウェブページ:
http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/
研究分野:触媒・資源化学プロセス/物理化学/合成化学
研究キーワード:金属ナノクラスター/銀触媒/有機合成/
自動車排ガス浄化
学歴:1994年3月名古屋大学工学部応用化学科卒業/1997
年3月名古屋大学大学院工学研究科修士課程修了/2000年3
月名古屋大学大学院工学研究科博士課程修了
学位:2000年3月博士(工学)(名古屋大学)
職歴:2000年4月新潟大学大学院自然科学研究科助手/2004
年4月名古屋大学大学院工学研究科助手/2007年4月名古屋
大学大学院工学研究科助教/2010年10月北海道大学触媒化
学研究センター准教授/2015年4月1日北海道大学触媒化学
研究センター教授/2015年10月北海道大学触媒科学研究所
教授(触媒材料研究部門)
所属学会:触媒学会/日本化学会/石油学会
学会活動:触媒学会編集委員(2002-2004)
・触媒学会関東
地区幹事(2003)・石油学会ジュニアソサイアティー代表
幹事(2007-2009)
・触媒学会討論会委員(2008-2010)
・触
媒 学 会 広 報 委 員 ( 2009 )・ 石 油 学 会 論 文 誌 編 集 委 員
(2009-2010)
主要な研究業績:(1) Shimizu, K. Heterogeneous Satalysis for
the Direct Synthesis of Chemicals by Borrowing Hydrogen
Methodology. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 1412–1427. (2)
Touchy, A. S.; Kon, K.; Onodera, W.; Shimizu, K.
Unprecedented Reductive Esterification of Carboxylic Acids
under Hydrogen by Reusable Heterogeneous Platinum
Catalysts. Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 1499–1506. (3)Ali, M.
A.; Siddiki, S. M. A. H.; Kon, K.; Hasegawa, J.; Shimizu, K.
Versatile and Sustainable Synthesis of Cyclic Imides from
Dicarboxylic Acids and Amines by Nb2O5 as a Base-Tolerant
Heterogeneous Lewis Acid Catalyst. Chem. Eur. J. 2014, 20,
14256–14260. (4)Kon, K; Siddiki, S. M. A. H.; Onodera, W.;
Shimizu, K. Sustainable Heterogeneous Platinum Catalyst for
Direct Methylation of Secondary Amines by Carbon Dioxide
and Hydrogen. Chem. Eur. J. 2014, 20, 6264–6267. (5)
Siddiki, S. M. A. H.; Kon, K.; Shimizu, K. General and
Selective C-3 Alkylation of Indoles with Primary Alcohols by
Reusable Pt Nanocluster Catalyst. Chem. Eur. J. 2013, 19,
14416–14419.
学術関係の受賞:石油学会奨励賞「新規金属酸化物系NOx
除去触媒の開発と作用機構の解明」(2007/05)・触媒学会
奨励賞「銀クラスター触媒による脱硝および環境調和型有
機合成に関する研究」(2010/03)・東海化学工業会賞学術
賞「環境調和型反応用銀クラスター触媒の開発と作用機構
に関る研究」
(2010/05)・平成25年度北海道大学研究総長
賞(2014/03/04)・平成26年度北海道大学研究総長賞奨励
賞(2015/03/11)
年報2015・個人編●
宋志毅
そんつい
Zhiyi SONG
職名:助教
着任:2011年3月1日
部門/クラスター:分子触媒研究部門
担当大学院(学部):薬学部
研究室:創成科学研究棟05-111
電話:011-706-9153・ファクシミリ:011-706-9150・電子
メール:[email protected]
研究分野:炭素-炭素結合切断反応の開発と応用/高選択
的有機合成手法の開発/有機機能性材料の開発/遷移金属
錯体
研究キーワード:有機合成/遷移金属
学歴:中国南開大学化学学院有機化学専攻化学専攻
学位:理学博士
職歴:2006年9月北海道大学,科学技術振興機構研究員
/2008年9月北海道大学触媒化学研究センター特任助教
/2011年3月北海道大学触媒化学研究センター助教/2015年
10月北海道大学触媒科学研究所助教(分子触媒研究部門)
所属学会:日本化学会,触媒学会
主要な研究業績:(1)Mizukami, Y.; Li, H.; Nakajima, K.;
Song, Z.; Takahashi, T. Coupling of Titanacyclopentadienes
with a Cp Ligand and Elimination of One Substituent. Angew.
Chem. Int. Ed. 2014, 53, 8899-8903.(2)Song, Z.; Hsieh, Y.-F.;
Nakajima, K.; Kanno, K.; Takahashi, T. Coupling Reaction of
Cyclopentadienyl Ligand with Dienyl or Alkenyl Moiety on
Titanocene. Organometallics 2011, 30, 844-851. ( 3 )
Debabrata, P.; Song, Z.; Kanno, K.; Takahashi, T. Synthesis of
Co-oligomers of Thiophene Derivatives from Oligoynes via
Zirconacyclopentadiene. Chem. Lett. 2011, 40, 1447-1449. (4)
Ren, R.; Seki, T.; Necas, D.; Shimizu, H.; Nakajima, K.;
Kanno, K.; Song, Z.; Takahashi, T. Selective Dimerization of
Aryl-substituted Terminal Alkynes on Bis(indenyl)zirconocene
Derivatives. Chem. Lett. 2011, 40, 1443-1444. (5)Zhang, S.;
Wang, Y.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi, T.
MnI2-catalyzed Dimerization of 2-Hydroxyanthracene. Chem.
Lett. 2013, 42, 697-699.
髙草木達
たかくさぎさとる
Satoru TAKAKUSAGI
職名:准教授
着任:2008年4月1日
部門/クラスター:触媒表面研究部門/構造制御表面反応場
研究クラスター
研究室:創成科学研究棟02 312-1
電話:011-706-9114・ファクシミリ:011-706-9114・電子
メール:[email protected]
研究分野:ナノ構造科学/界面化学/ナノ材料・ナノバイオ
サイエンス/反応速度論と触媒/物理化学/電気化学/機能
物質化学/機能材料・デバイス
●年報2015・個人編
研究課題:UHV及びウェット環境下での酸化物表面科学
(2008-)/酸化物表面の分子修飾による機能化(2008-)/
半導体上への自己組織化分子層構築と機能発現
(2002-2008)/表面X線散乱法による固液界面構造解析
(2002-2008)
研究キーワード:物理化学/機能物質化学/機能材料
学歴:1998年3月東京大学理学部化学科卒業/2000年3月東
京大学理学系研究科化学専攻修士課程修了/2002年9月東
京大学理学系研究科化学専攻博士課程中途退学
学位:2000年3月修士(理学)
(東京大学)/2003年4月博士
(理学)(東京大学)「TiO2(110)単結晶表面上のナノ構造
体形成機構と分子吸着・反応過程のSTM観察」
職歴:2001年4月日本学術振興会特別研究員(DC2) (2002
年9月まで)/2002年9月北海道大学助手(大学院理学研究
科化学専攻)/2008年4月北海道大学准教授(触媒化学研究
センター)/2015年10月北海道大学触媒科学研究所准教授
(触媒表面研究部門)
在外研究歴:2007年5月- 9月仏国エコール・ポリテクニッ
ク
所属学会:触媒学会/電気化学会/日本化学会/日本表面科
学会
学会活動:日本化学会代表正会員(2009-)/電気化学会北
海道支部幹事(2004-)/触媒学会討論会委員会委員及び総
務委員会委員(2013-2014)/日本表面科学会北海道支部幹
事(2014-)
主要な研究業績:
(1)Takakusagi, S.; Kunimoto, A.; Sirisit, N.;
Uehara, H.; Ohba, T.; Uemura, Y.; Wada, T.; Ariga, H.; Chun,
Wang-Jae; Iwasawa, Y.; Asakura, K. A New Indicator for
Single Metal Dispersion on a TiO2(110) Surface Premodified
with a Mercapto Compound. J. Phys. Chem. C 2016, 120,
15785-15791. (2)Takakusagi, S.; Nojima, H.; Ariga, H.;
Uehara, H.; Miyazaki, K.; Chun, W.-J.; Iwasawa, Y.; Asakura,
K. Fine tuning and orientation control of surface Cu complexes
on TiO2(110) premodified with mercapto compounds: the effect
of different mercapto groupposition. Phys. Chem. Chem. Phys.
2013, 15, 14080-14088. (3)Takakusagi, S.; Fukui, K.; Tero,
R.; Asakura, K.; Iwasawa, Y. First Direct Visualization of
Spillover Species Emitted from Pt Nanoparticles. Langmuir,
2010, 26, 16392-16396.(4)Kondo, T.; Takakusagi, S.; Uosaki,
K. Stability of underpotentially deposited Ag layers on a
Au(111) surface studied by surface X-ray scattering.
Electrochem. Comm. 2009, 11, 804-807. (5)Takakusagi, S.;
Kitamura K.; Uosaki, K. In situ Real-time Monitoring of
Electrochemical Ag deposition on a Reconstructed Au(111)
Studied by Scanning Tunneling Microscopy. J. Phys. Chem. C
2008, 112, 3073- 3077.
学術関係の受賞:Pacifichem 2000 Student Poster Award
(2000/12)・日本表面科学会ISSS-5 Best Poster Award
「 Effect of Electrode Potential on Ag Deposition on a
Reconstructed Au(111) Surface Studied by In situ Scanning
Tunneling Microscopy」(2008)・日本化学会第88春季年会
優秀講演賞(学術)
「走査型トンネル顕微鏡(STM)による
再構成したAu(Ⅲ)表面上への電気化学的Ag析出過程のそ
の場追跡」(2008/04)・日本化学会第90春季年会若い世代
の特別講演会「実用的に興味ある固気・固液界面プロセス
の原子・分子レベル観察と機構解明」(2010/03)・日本化
学会北海道支部奨励賞「単結晶表面上に構築した金属ナノ
構造体の高分解能計測と表面化学プロセスの原子レベル
観 察 」( 2014/01 )・ 北 海 道 大 学 研 究 総 長 賞 奨 励 賞
(2015/03/11)・日本化学会BCSJ賞「Investigation of the
Cleanliness of Transferred Graphene: The First Step toward Its
Application as a Window Material for Electron Microscopy and
Spectroscopy」(2015/08)
95
高島舞
高橋保
たかしままい
Mai TAKASHIMA
たかはしたもつ
Tamotsu TAKAHASHI
職名:助教
着任:2015年10月1日
部門/クラスター:光触媒科学研究部門
研究室:創成科学研究棟03-310-2
電話:011-706-9130・ファクシミリ:011-706-9133・電子
メール:[email protected]・ウェブページ:
http://www.hucc.hokudai.ac.jp/~k15391/
職名:教授
着任:1995年10月1日
部門/クラスター:分子触媒化学研究部門/触媒ネットワー
ク研究クラスター
研究室:創成科学研究棟05-311
電話:011-706-9149・ファクシミリ:011-706-9150・電子
メール:[email protected]
研究分野:機能物質化学/触媒・資源化学プロセス
研究課題:エネルギー・資源変換をめざした光触媒反応に
よるプロセス開発,光触媒反応の基礎原理の解明
研究キーワード:光触媒反応/光電気化学/光化学/人工光
合成/表面処理
学歴:2008年3月名古屋大学工学部物理工学科卒業/2010
年3月名古屋大学工学研究科マテリアル理工学専攻修士課
程修了/2013年3月東京工業大学理工学研究科機械物理工
学専攻博士課程修了
学位:2010年3月工学修士(名古屋大学)/2013年3月工学
博士(東京工業大学)
「テクスチャDLC膜の合成及び高耐摩
耗化に関する研究」
職歴:2010年4月日本学術振興会特別研究員(DC1)/2013
年4月日本電信電話株式会社環境エネルギー研究所(研究
員)/2015年10月北海道大学触媒科学研究所助教(光触媒
科学研究部門)/同大学院環境科学院助教(環境物質科学専
攻)
在外研究歴:2011年7月~12月ミネソタ大学訪問研究生
所属学会:触媒学会/電気化学会/表面技術協会/日本機械
学会
主要な研究業績:
(1)Okuyama, H.; Takashima, M.; Akasaka,
H.; Ohtake, N. Synthesis of Antimony Doped Amorphous
Carbon Films. J. Phys. Conf. Ser. 2013, 441, 012036. (2)
Ohtake, N.; Uchi, T.; Yasuhara, T.; Takashima, M.
Characteristics of Diamond-like Carbon Films Deposited on
Polymer Dental Materials. Jpn. J. Appl. Phys. 2012, 51,
090128-1-6.(3)Takashima, M.; Kanzawa, K.; Matsuo, S.;
Matsuo, M.; Iwamoto, Y.; Ohtake, N. Fabrication of Textured
DLC Films Using Three-Dimensional Masking System. J.
Solid Mech. Mater. Eng. 2011, 5, 891-897. (4)Takashima, M.;
Ohtake, N. Influence of Interlayer on Wear and Corrosion
Resistance of DLC Film. J. Solid Mech. Mater. Eng. 2011, 5,
938-944. (5)Takashima, M.; Kuroda, T.; Saito, M.; Ohtake,
N.; Matsuo, M.; Iwamoto, Y. Development of Antiwear Shim
Inserts Utilizing Segment-Structured DLC Coatings. J. Solid
Mech. Mater. Eng. 2009, 3, 841-852.
学術関係の受賞:日本機械学会若手優秀講演フェロー賞「3
次元基材へのテクスチャーDLC膜合成法の開発」
(2010/11)
第32回(2012年春季)応用物理学会講演奨励賞「複雑形状
へのテクスチャーDLC膜の作成」(2012/3)
研究分野:合成化学/有機化学反応/炭素多環化合物/有機
金属化合物/機能材料・デバイス
研究課題:遷移金属錯体を用いた選択的な反応の開発
(1995-)
研究キーワード:有機合成化学/有機金属錯体化学
学歴:1978年3月東京大学工学部工業化学科卒業/1980年3
月東京大学工学系研究科工業化学専攻修士課程修了/1983
年3月東京大学工学系研究科工業化学専攻博士課程修了
学位:1980年3月工学修士(東京大学)/1983年3月工学博
士 ( 東 京 大 学 )「 A Study on the Reactions of Ligating
Dinitrogen in Molybdenum and Tungsten Phosphine
Complexes」
職歴:1983年4月東京大学工学部工業化学科助手/1991年1
月分子科学研究所助教授/1994年4月北海道大学助教授(併
任)
(触媒化学研究センター客員研究部門)/1995年10月北
海道大学教授(触媒化学研究センター精密有機触媒部門)
/1998年4月北海道大学教授(触媒化学研究センター分子触
媒化学部門・有機合成触媒分野)/2015年10月北海道大学
触媒科学研究所教授(分子触媒研究部門)
在 外 研 究 歴 : 1984 年 9 月 -1986 年 8 月 Purdue University
(Postdoctorate at Purdue University)
所属学会:Letters in Organic Chemistry/アメリカ化学会/触
媒学会/日本化学会/近畿化学協会/有機合成化学協会
学 会 活 動 : 2003 年 -2006 年 Letters in Organic Chemistry
Editorial Advisory Board/2003年-2006年日本学術振興会特
別研究員等審査会専門委員/2009年-2013年日本化学会国
際交流委員会委員長/2006年4月-2009年3月,2010年-日本
学術振興会特別研究員等審査会化学班専門委員/2006年日
本化学会FACS誘致委員会委員長/2006年-2008年,2011年-,
日本学術会議連携会員/2008年4月-2009年3月日本化学会
北海道支部支部長/2009年3月1日-2011年2月28日日本化学
会北海道支部監査/2010年3月1日-2011年2月28日日本化学
会北海道支部学会賞推薦委員/2010年3月1日-2011年2月28
日日本化学会北海道支部学術賞等推薦委員/Symposium
Organizer of 2010 International Chemical Congress of Pacific
Basin Societies (PACIFICHEM 2010), Honolulu, Hawaii,
USA, 2010/International Advisory Board of 25th ICOMC2012
(ICOMC-25), Lisbon, Portugal, 2012/The Chairman of the
26th International Conference on Organometallic Chemistry
(ICOMC2014), Sapporo, Japan, 2014/International Advisory
Board of The 15th Asian Chemical Congress (15ACC),
Singapore, 2013/2011年-2013年日本化学会理事 /2011年
-2013年FACS(アジア化学会連合会)役員/2013年-2015年
Organometallics Editorial Advisory Board
主要な研究業績:(1)Takahashi, T.; Song, Z.; Hsieh, Y.-F.;
Nakajima, K.; Kanno, K. Once Cleaved C-C Bond Was
Reformed:
Reversible
C-C
Bond
Cleavage
of
96
年報2015・個人編●
Dihydroindenyltitanium Complexes. J. Am. Chem. Soc. 2008,
130, 15236-15237. (2)Kanno, K.; Igarashi, E.; Zhou, L.;
Nakajima, K.; Takahashi, T. Selective Linear Triene Formation
from Different Alkynes Using Zr/Cu System. J. Am. Chem.
Soc. 2008, 130, 5624-5625. ( 3 ) Ren, S.; Igarashi, E.;
Nakajima, K.; Kanno, K.; Takahashi, T. Coupling of the R-Cp
or Indenyl Ligand with the Diene Moiety of Bis(substituted
cyclopentadienyl)- or Bis(indenyl) zirconacyclopentadienes. J.
Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7492-7493. (4)Li, S.; Jia, Z.;
Nakajima, K.; Kanno, K.; Takahashi, T. Dehydro Side
Coupling of Substituted Pentacene Derivatives. J. Org. Chem.
2011, 76, 9983-9987. (5)Song, Z.; Hsieh, Y.; Kanno, K.;
Nakajima, K.; Takahashi, T. Coupling reaction of a
cyclopentadienyl ligand with a dienyl or alkenyl moiety on
titanocene. Organometallics 2011, 30, 844-851.
学術関係の受賞:有機合成化学協会奨励賞「ジルコノセン
-アルケン錯体を用いた選択的反応の開発」
(1993)
・日本
化学会学術賞「前周期遷移金属を用いた炭素-炭素結合活
性化と新規合成手法の開発」(1998)
その他受賞:エクセレント・ティーチャー(北海道大学全
学教育科目)
(平成23・25・26・27年度)
・札幌市国際会議
主催者功労表彰(2015/03/06)・北海道大学教育総長賞
(2015)・北海道大学教育総長賞優秀賞(2014・2016)
鳥屋尾 隆
とやおたかし
Takashi TOYAO
職名:助教
着任:2015年12月1日
部門/クラスター:触媒材料研究部門
担当大学院(学部):総合化学院
研究室:創成科学研究棟04 111
電話:011-706-9165・ファクシミリ:011-706-9163・電子
メ ー ル : [email protected] ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ :
http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/
研究分野:触媒・資源化学プロセス/物理化学/合成化学
研究キーワード:有機合成/自動車排ガス浄化/多孔性材料
学歴:2011年3月大阪府立大学工学部応用化学科卒業/2013
年3月大阪府立大学大学院工学研究科修士課程修了/2015
年9月大阪府立大学大学院工学研究科博士課程修了
学位:2015年9月博士(工学)(大阪府立大学)
職歴:2013年4月独立行政法人日本学術振興会 特別研究員
(DC1)/2015年10月独立行政法人日本学術振興会 特別研
究員(PD)/2015年12月北海道大学触媒科学研究所助教
所属学会:触媒学会/日本化学会
学会活動:触媒学会若手委員(2012-)
主要な研究業績:(1)Toyao, T.; Ueno, N.; Miyahara, K.;
Matsui, Y.; Kim, T. H.; Horiuchi, Y.; Ikeda, H.; Matsuoka, M.
Visible-Light, Photoredox Catalyzed, Oxidative Hydroxylation
of Arylboronic Acids Using a Metal−Organic Framework
Containing Tetrkis(carboxyphenyl)porphyrin Groups. Chem.
Comm. 2015, 51, 16103-16106. (2)Toyao, T.; Fujiwaki, M.;
Miyahara, K.; Kim, T. H.; Horiuchi, Y.; Matsuoka, M. Design
of ZIF-derived N-doped Nanoporous Carbons Containing
Metal Species for CO2 Fixation Reactions. ChemSusChem
2015, 8, 3905-3912.(3)Toyao, T.; Miyahara, K.; Fujiwaki, M.;
Dohshi, S.; Kim, T. H.; Horiuchi, Y.; Matsuoka, M.
●年報2015・個人編
Immobilization of Cu Complex into Zr-based MOF with
Bipyridine Units for Heterogeneous Selective Oxidation. J.
Phys. Chem. C 2015, 119, 8131.(4)Toyao, T.; Saito, M.;
Dohshi, S.; Mochizuki, K.; Iwata, M.; Higashimura, H.;
Horiuchi, Y.; Matsuoka, M. Development of Ru
Complex-Incorporated MOF Photocatalyst for Hydrogen
Production under Visible-Light Irradiation. Chem. Comm.
2014, 50, 6779. (5)Toyao, T.; Morishima, J.; Saito, M.;
Horiuchi, Y.; Kamegawa, T.; Martra, G.; Coluccia, S.;
Matsuoka, M.; Anpo, M. FT-IR Study of the Reaction
Mechanisms for Photocatalytic Reduction of NO with CO
Promoted by Various Single-Site Photocatalysts. J. Catal.
2013, 299, 232.
学術関係の受賞:第8回GSC student travel grant award「有
機リンカーの精密設計による可視光応答型MOF光触媒の開
発」(2014/09)
・大阪府立大学TECHNOVATION大賞「多孔性
金属錯体を利用した高機能触媒の設計と応用に関する研
究」
中島清隆
なかじまきよたか
Kiyotaka NAKAJIMA
職名:准教授
着任:2015年4月1日
部門/クラスター:物質変換研究部門/水中機能酸塩基触媒
研究クラスター
研究室:創成科学研究棟04 309-1
電話:011-706-9136・ファクシミリ:011-706-9139・電子
メール:[email protected]・ウェブページ:
http://www.cat.hokudai.ac.jp/fukuoka/
研究分野:触媒・資源化学プロセス/機能物質化学/
研究課題:水中で機能する固体酸塩基触媒の開発/固体触
媒によるバイオマス変換
研究キーワード:酸塩基触媒/金属酸化物/バイオマス変換
学歴:2001年3月明治大学理工学部工業化学科卒業/2003
年3月東京工業大学大学院総合理工学研究科物質電子化学
専攻修士課程修了/2006年3月同博士課程修了
学位:2003年3月修士(理学)(東京工業大学)/2006年3
月 博 士 ( 理 学 )( 東 京 工 業 大 学 )「 Studies on the
syntheses, structural characteristics, and applications of
organic-inorganic hybrid mesoporous materials」
職歴:2006年4月株式会社豊田中央研究所,客員研究員
/2007年4月東京工業大学,特任助教(応用セラミックス研
究所)/2009年2月同助教/2015年4月北海道大学准教授(触
媒化学研究センター/2015年10月北海道大学触媒科学研究
所准教授(物質変換研究部門)
所属学会:日本化学会/触媒学会/日本ゼオライト学会/石
油学会/
学会活動:触媒学会若手会幹事(2004-2006)
・触媒学会若
手会代表幹事(2005-2006)
・触媒学会キャタリシススクー
ル 運 営 委 員 ( 2008-2011 )・ 触 媒 学 会 討 論 会 委 員
(2011-2013)
・ゼオライト学会ゼオライト研究発表会実行
委員(2008,2010,2012)・日本化学会春季年会,プログラ
ム 編 成 委 員 (2011,2013 )・ 第 7 回 酸 塩 基 触 媒 国 際会 議
(ABC-7)実行委員(2011-2013)・石油学会会誌編集委員
(2014-2015)・触媒学会代議員(2014-2016)
97
主要な研究業績:(1)Nakajima, K.; Tomita, I.; Hara, M.;
Hayashi, S.; Domen, K.; Kondo, J. N. A Stable and Highly
Active Hybrid Mesoporous Solid Acid Catalyst, Adv. Mater.
2005, 17, 1839-1842. (2)Nakajima, K.; Fukui, T.; Kitano, M.;
Kato, H.; Kondo, J.N.; Hayashi, S.; Hara, M. Structure and
Acid Catalysis of mesoporous Nb2O5·nH2O, Chem. Mater.
2010, 22, 3332-3339. (3)Nakajima, K.; Baba, Y.; Noma, R.;
Kitano, M.; Kondo, J.N.; Hayashi, S.; Hara, M. Nb2O5·nH2O as
a Heterogeneous Catalyst with Water-Tolerant Lewis Acid
Sites. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4224-4227. (4)Nakajima,
K.; Hara, M. Amorphous Carbon with SO3H Groups as a
Strong Brønsted Acid Catalyst. ACS Catal. 2012, 2, 1296-1304.
(5)Nakajima, K.; Noma, R.; Kitano, M.; Hara, M. Titania as
an Early Transition Metal Oxide with a High Density of Lewis
Acid Sites Workable in Water. J. Phys. Chem. C 2013, 117,
16028-16033.
学術関係の受賞:石油学会奨励賞(出光興産賞)「水中で
機能する酸化ニオブおよびスルホン化カーボン固体酸触
媒の開発とバイオマス変換反応への応用」
(2012/05)
・東
京工業大学,挑戦的研究賞「新規な水中機能触媒を用いた
植物由来炭化水素からの必須化学品原料の環境低負荷合
成」(2014/10)・触媒学会奨励賞「水中で機能する固体ル
イス酸の開発と糖変換反応への応用」
(2015/3)
・日本化学
会,若い世代の特別講演会,講演賞「酸化チタンの水中ル
イス酸特性とグリセロール水溶液からの乳酸合成への応
用」(2015/03/11)
中谷直輝
/2013年10月北海道大学特任助教(触媒化学研究センター
触媒基礎研究部触媒理論化学研究部門)/2015年7月北海道
大学助教(触媒科学研究所触媒理論研究部門)/2015年10
月北海道大学触媒科学研究所助教(触媒理論研究部門)
在外研究歴:2011年5月-2011年12月コーネル大学博士研究
員/2011年12月-2013年9月プリンストン大学博士研究員
所属学会:日本化学会/分子科学会/触媒学会
主要な研究業績:(1) Nakatani, N.; Hasegawa, J.; Sunada, Y.;
Nagashima, H. Platinum-catalyzed reduction of amides with
hydrosilanes bearing dual Si-H groups: a theoretical study of
the reaction mechanism. Dalton Trans. 2015, 44, 19344-19356.
(2)Nakatani, N.; Wouters, S.; Neck, D. V.; Chan, G. K.-L.
Linear response theory for the density matrix renormalization
group: Efficient algorithms for strongly correlated excited
states. J. Chem. Phys. 2014, 140, 024108. (3)Nakatani, N.;
Chan, G. K.-L. Efficient tree tensor network states (TTNS) for
quantum chemistry: Generalization of the density matrix
renormalization group algorithm. J. Chem. Phys. 2013, 138,
134113. (4)Nakatani, N.; Hitomi, Y.; Sakaki, S. Multi-state
CASPT2 study of native iron(III)-dependent catechol
dioxygenase and its functional models: Comparison of
electronic structure and ligand-to-metal charge-transfer
excitation. J. Phys. Chem. B. 2011, 115, 4781-4789. (5)
Nakatani, N.; Nakao, Y.; Sato, H.; Sakaki, S. Theoretical study
of dioxygen binding process in iron(III) catechol dioxygenase:
"Oxygen activation" vs. "substrate activation". J. Phys. Chem.
B. 2009, 113, 4826-4836.
学術関係の受賞:48-th Sanibel Symposium Poster Award
"Dioxygen Activation Mechanism in Fe3+ Catechol
Dioxygenase: Importance of Multi-Configurational Character"
(2008).
なかたになおき
Naoki NAKATANI
中野環
職名:助教
着任:2015年7月1日
部門/クラスター:触媒理論研究部門
研究室:創成科学研究棟05 217-C
電話:011-706-9145・ファクシミリ:011-706-9145・電子
メ ー ル : [email protected] ・ ウ ェ ブ ペ ー ジ :
http://www.cat.hokudai.ac.jp/hasegawa/
研究分野:理論化学/計算化学/量子化学/触媒化学/錯体化
学
研究課題:遷移金属錯体の電子状態と触媒反応機構に関す
る理論的研究/密度行列繰込み群による内殻イオン化・励
起スペクトルの精密計算解析
研究キーワード:密度行列繰込み群/電子状態理論/多体相
関問題/触媒反応/励起状態
学歴:2005年3月京都大学工学部工業化学科卒業/2007年3
月京都大学工学研究科合成・生物化学専攻修士課程修了
/2010年3月京都大学工学研究科分子工学専攻博士課程修
了
学位:2007年3月修士(工学,京都大学)/2010年3月博士
(工学,京都大学)「Theoretical Study of Photoproteins and
Non-Heme Iron Enzymes: Electronic Structure and Reaction
Processes」
職歴:2009年4月日本学術振興会特別研究員(DC2)/2011
年4月京都大学福井謙一記念研究センター博士研究員
/2011年5月コーネル大学博士研究員(化学・生物学専攻)
/2011年12月プリンストン大学博士研究員(化学専攻)
98
なかのたまき
Tamaki NAKANO
職名:教授
着任:2012年 4月1日
部門/クラスター:高分子機能科学研究部門/サステナブル
触媒研究クラスター/不斉反応場研究クラスター
研究室:創成科学研究棟05 309-1
電話:011-706-9155・ファクシミリ:011-706-9156・電子
メール:[email protected]・ウェブペー
ジ:http://polymer.cat.hokudai.ac.jp/
研究分野:高分子化学
研究課題:らせん高分子の合成・高分子の精密立体構造制
御・光電子機能性高分子の開発・高分子の励起状態キラリ
ティー制御
研究キーワード:光/不斉/キラル/らせん/π電子
学歴:1986年3月大阪大学基礎工学部合成化学科卒業/1988
年3月大阪大学大学院基礎工学研究科博士前期課程化学専
攻修了/1990年8月大阪大学大学院基礎工学研究科博士後
期課程化学専攻退学
学位:1988年3月工学修士(大阪大学)/1991年6月工学博
士 ( 大 阪 大 学 )「 Asymmetric Polymerization of Bulky
Methacrylates and Stereomutaion of Helical Polymers」
職歴:1990年9月名古屋大学助手(工学部応用化学科機能
高分子化学講座)/1997年4月名古屋大学大学院工学研究科
年報2015・個人編●
応用化学専攻助手/1998年4月同助教授/1999年4月奈良先
端科学技術大学院大学助教授(物質創成科学研究科反応制
御科学講座)/2006年4月北海道大学教授(大学院工研究院
生物機能高分子部門)/2012年4月触媒化学研究センター教
授(集合機能化学研究部門部門)/2015年10月北海道大学
触媒科学研究所教授(高分子機能科学研究部門)
在外研究歴:1993年9月-1994年8月コーネル大学客員研究
員
所属学会:高分子学会/日本化学会/光化学協会/触媒学会/
有機合成化学協会/アメリカ化学会
学会活動:高分子学会関西支部幹事(2002-2006)
・同北海
道 支 部 理 事 ( 2008- )・ 日 本 化 学 会 北 海 道 支 部 幹 事
( 2010-2012 )・ 高 分 子 学 会 高 分 子 命 名 法 委 員 会 委 員
(2004-)
・
「高分子」誌編集委員会支部委員(2010-2012)・
IUPAC Division IV IUPAC Subcommittee for Polymer
Terminology (SPT) member(2010-)
主要な研究業績:(1)Pietropaolo, A.; Wang, Y.; Nakano, T.
Predicting the Switchable Screw Sense in Fluorene-Based
Polymers. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2688–2692.* (2)
Pietropaolo, A.; Nakano, T. Molecular Mechanism of
Polyacrylate Helix Sense Switching across Its Free Energy
Landscape. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5509−5512.* (3)
Wang, Y.; Sakamoto, T.; Nakano, T. Molecular Chirality
Induction to an Achiral π-Conjugated Polymer by Circularly
Polarized Light. Chem. Commun. 2012, 48, 11862–11866.*
( 4 ) Nakano, T.; Yade, T. Synthesis, Structure, and
Photophysical and Electrochemical Properties of a π-Stacked
Polymer. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15474-15484.* (5)
Nakano, T.; Okamoto, Y. Synthetic Helical Polymers:
Conformation, and Function. Chem. Rev. 2001, 101,
4013-4038.
学術関係の受賞:平成20年度高分子学会学会賞(科学)
「πスタック型高分子の合成,構造および機能」
(2009/05/27)
・平成6年度高分子学会ポリマージャーナル
論 文 賞 「 Asymmetric Polymerization of Triphenylmethyl
Methacrylate Using 9-Alkyl-9-fluorenyllithium-(−)-Sparteine
Complexes. Influence of Organolithium Structure on the
Propagation Stereochemistry」(1995/05/28)
中山哲
なかやまあきら
Akira NAKAYAMA
学歴:1996年3月東京大学工学部応用化学科卒業/1998年3
月東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻修士課程修
了/2001年3月東京大学大学院工学系研究科化学システム
工学専攻博士課程修了
学位:1998年3月修士(工学)
(東京大学)/2001年3月博士
(工学)
(東京大学)
「Theoretical Study on Quantum Clusters
Based on Path Integral Monte Carlo Methods」
職歴:2001年4月東京大学博士研究員(インテリジェント・
モデリング・ラボラトリー)/2001年10月イリノイ大学ア
ーバナ・シャンペーン校博士研究員(化学科)/2005年10
月北海道大学助手(大学院理学研究科化学専攻)/2007年4
月北海道大学助教(大学院理学研究院化学部門)/2013年7
月北海道大学准教授(触媒化学研究センター触媒理論化学
研究部門)/2015年10月北海道大学触媒科学研究所准教授
(触媒理論研究部門)
在外研究歴:2001年10月-2005年10月イリノイ大学アーバ
ナ・シャンペーン校/2010年7-9月ルール大学ボーフム
所属学会:日本化学会/触媒学会/分子科学会/分子シミュ
レーション研究会/理論化学研究会
学会活動:触媒学会討論会委員(2014-)
・触媒学会広報委
員(2014-)
・第5回分子科学討論会実行委員(2011)
・第13
回理論化学討論会実行委員(2010)
主要な研究業績:
(1)Niimi, K.; Taketsugu, T.; Nakayama, A.
Matrix Site Effects on Vibrational Frequencies of HXeCCH,
HXeBr, and HXeI: A Hybrid Quantum-Classical Simulation.
Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 7872–7880. (2)Buchner,
F.; Nakayama, A.; Yamazaki, S.; Ritze, H.-H.; Lübcke, A.
Excited-State Relaxation of Hydrated Thymine and Thymidine
Measured by Liquid-Jet Photoelectron Spectroscopy:
Experiment and Simulation. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137,
2931–2938. (3)Nakayama, A.; Yamazaki, S.; Taketsugu, T.
Quantum Chemical Investigations on the Nonradiative
Deactivation Pathways of Cytosine Derivatives. J. Phys. Chem.
A 2014, 118, 9429–9437. ( 4 ) Nakayama, A.; Arai, G.;
Yamazaki, S.; Taketsugu, T. Solvent Effects on the Ultrafast
Nonradiative Deactivation Mechanisms of Thymine in Aqueous
Solution: Excited-State QM/MM Molecular Dynamics
Simulations. J. Chem. Phys. 2013, 139, 214304. ( 5 )
Nakayama, A.; Makri, N. Simulation of Dynamical Properties
of Normal and Superfluid Helium. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S.
A. 2005, 102, 4230–4234.
学術関係の受賞:平成25年度日本化学会北海道支部奨励賞
「量子シミュレーションによる原子核・電子の複合系ダイ
ナミクス」(2014/01)
職名:准教授
着任:2013年7月1日
部門/クラスター:触媒理論研究部門/量子シミュレーショ
ン研究クラスター
研究室:創成科学研究棟05 217-C
電話:011-706-9145・ファクシミリ:011-706-9145・電子
メール:[email protected]・ウェブページ:
http://www.cat.hokudai.ac.jp/hasegawa/
研究分野:理論化学/計算化学/触媒化学/分子シミュレー
ション
研究課題:第一原理計算に基づく触媒反応機構とダイナミ
クスの解明
研究キーワード:第一原理シミュレーション/量子シミュ
レーション/励起状態ダイナミクス/触媒理論化学
●年報2015・個人編
99
西田まゆみ
にしだまゆみ
Mayumi NISHIDA
職名:教授
着任:2014年4月1日
部門/クラスター:研究開発部門
研究室:創成科学研究棟02 306
電話:011-706-9381・ファクシミリ:011-706-9381・電子
メール:[email protected]・ウェブページ:
http://www.cat.hokudai.ac.jp/nishida/index.html
2015年4月1日より北海道大学と国立研究開発法人産業技
術総合研究所との間に導入されたクロスアポイントメン
ト制度の活用により,クロスアポイントメントフェローと
して産総研触媒化学融合研究センター北大クロスアポイ
ントメントチームのチーム長を勤めている.
研究室:茨城県つくば市東1-1-1中央第5棟6階
電話:080-3301-4131・電子メール:[email protected]
go.jp・ウェブページ:http://www.aist.go.jp
研究分野:有機合成化学/有機金属触媒化学/イオン液体
研究課題:産学官連携強化
研究キーワード:有機合成化学/有機金属触媒化学/イオン
液体
学歴:1979年3月筑波大学自然学類化学科卒業
学位:1992年9月薬学博士(北海道大学)「(+)-ヒルス
チン酸の全合成」
職歴:1979年4月帝京大学助手(薬学部)/1984年4月相模
中央化学研究所研究員/1990年8月北海道大学助手(薬学
部)/1999年7月北海道大学助教授(薬学部)/1999年11月
広栄化学工業株式会社主席研究員(研究所)/2004年5月広
栄化学工業株式会社部長(研究所)/2006年6月広栄化学工
業株式会社研究所長(研究開発本部)/2007年6月広栄化学
工業株式会社理事研究所長(研究開発本部)/2011年4月広
栄化学工業株式会社執行役員研究所長(研究開発本部)
/2014年4月北海道大学触媒化学研究センター教授(実用化
基盤技術開発部)/2015年4月国立研究開発法人産業技術総
合研究所クロスアポイントメントフェローチーム長(触媒
化学融合研究センター北大クロスアポイントメントチー
ム)/2015年10月北海道大学触媒科学研究所教授(実用化
推進系研究開発部門)
所属学会:日本化学会/日本フッ素化学会/有機合成化学協
会
学会活動:有機合成化学協会本部理事(2010-2011)有機合
成化学協会関東支部幹事/(2009-2013)/日本化学会北海
道支部幹事(2015-)
主要な研究業績:
(1) Nishida, M. Pd/C-Catalyzed Suzuki-Miyaura Coupling.
Shokubai 2007, 49, 200-204. (2) Tagata, T.; Nishida, M.;
Nishida, A. Development of Recyclable Iridium Catalyst for
C-H Borylation. Tetrahedron Lett. 2009, 50, 6176-6179. (3)
Tagata, T.; Nishida, M.; Nishida, A. Continuous-flow C-H
Borylation of Arene Derivatives. Adv. Synth. Catal. 2010, 10,
16626-1666. (4) Nishida, M.; Tagata, T. Recent Progress in the
Preparation of Organoboron Reagents via Direct Borylations. J.
Synth. Org. Chem. Jpn. 2011, 69, 1211-1220. (5) Uehata, K.;
Nishida, M.; Nishida, A. A novel and efficient method for the
preparation of unstable tetramethylzirconium and its
application using a microflow system. Chem. Lett. 2012, 41,
100
73-75.
学術関係の受賞:公益信託林女性自然科学者研究助成
(1995)
・秋山記念生命科学振興財団奨励助成「光学活性
ルテニウム触媒を用いる不斉環化反応の開発」
(1996/09)
長谷川淳也
はせがわじゅんや
Jun-ya HASEGAWA
職名:教授
着任:2012年10月1日
部門/クラスター:触媒理論研究部門
研究室:創成科学研究棟05 217-C
電話:011-706-9145・ファクシミリ:011-706-9145・電子
メール:[email protected]・ウェブページ:
http://www.cat.hokudai.ac.jp/hasegawa/
研究分野:理論化学/計算化学/量子化学/触媒化学/生物物
理学
研究課題:複雑分子系における電子構造理論と計算モデル
の開発・触媒系の反応メカニズムに関する理論解析・蛋白
質や溶液中における分子の励起状態の理論解析
研究キーワード:触媒理論/触媒反応解析/マルチスケール
モデル/電子状態理論/励起状態状態
学歴:1993年3月京都大学工学部合成化学科卒業/1995年3
月京都大学工学研究科合成・生物化学専攻修士課程修了
/1998年3月京都大学工学研究科合成・生物化学専攻博士課
程修了
学位:1995年3月修士(工学,京都大学)/1998年3月博士(工
学,京都大学)「Theoretical Study on the Excited States and
Electron Transfer Reactions in Photosynthetic Reaction
Center」
職歴:1997年4月日本学術振興会特別研究員(DC2)/1999年4
月ルンド大学博士研究員(理論化学科)/1999年11月京都
大学助手(大学院工学研究科合成・生物化学専攻合成化学
講座量子物理化学分野)/2007年4月京都大学助教(大学院
工学研究科合成・生物化学専攻合成化学講座量子物理化学
分野)/2008年12月京都大学講師(大学院工学研究科合成・
生物化学専攻合成化学講座物理有機化学分野)/2011年10
月京都大学准教授(京都大学福井謙一記念研究センター総
合研究部門)/2012年4月自然科学研究機構分子科学研究所
客員準教授/2012年10月北海道大学教授(触媒化学研究セ
ンター触媒基礎研究部触媒理論化学研究部門)/2012年10
月-2014年3月自然科学研究機構分子科学研究所客員教授
/2015年10月北海道大学触媒科学研究所教授(触媒理論研
究部門)
在外研究歴:1999年4月-10月ルンド大学博士研究員
所属学会:理論化学研究会/触媒化学会/分子科学会/日本
化学会/米国化学会
学会活動:日本化学会近畿支部「化学への招待」委員会委
員(2008-2009)・量子化学研究協会理事(2007-)・次世代ス
パコン戦略機関プログラム「計算物質科学イニシアチブ」
戦略課題小委員会委員(2011-2015)・Chemistry Letter誌編
集委員(2013-)・触媒学会企画教育委員(2014-2015)・触
媒学会代議員(2016-)
主 要 な 研 究 業 績 :( 1 ) Kobayashi, H.; Yabushita, M.;
Hasegawa, J.; Fukuoka, A. Synergy of Vicinal Oxygenated
年報2015・個人編●
Groups of Catalysts for Hydrolysis of Cellulosic Molecules, J.
Phys. Chem. C 2015, 119, 20993-20999.(2)Arulmozhiraja, S.;
Nakatani, N.; Nakayama, A.; Hasegawa, J. Energy dissipative
photo-protective mechanism of carotenoid spheroidene from
the photoreaction center of purple bacteria Rhodobacter
sphaeroides, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 23468-23480.
( 3 ) Oohora, K.; Ogawa, A.; Fukuda, T.; Hasegawa, J.;
Hayashi, T. Meso-dibenzoporphycene has a Large
Bathochromic Shift and a Porphycene Framework with an
Anomalous Cis Tautomeric Form, Angew. Chem., Int. Ed. 2015,
54, 6227-6230.(4)Ema, T.; Fukuhara, K.; Sakai, T.; Ohbo, M.;
F.-Q. Bai; Hasegawa, J. Quaternary ammonium hydroxide as a
metal-free and halogen-free catalyst for the synthesis of cyclic
carbonates from epoxides and carbon dioxide, Catal. Sci.
Technol. 2015, 5, 2314-2321.(5)Hasegawa, J.; Yanai, K.;
Ishimura, K. Quantum Mechanical Molecular Interactions for
Calculating Excitation Energy in Molecular Environments: A
First-Order Interacting Space Approach, ChemPhysChem 2015,
16, 305-311.
学術関係の受賞:Asian Rising Star Award, The 15-th Asian
Chemical Congress, (2013/8/20) ・ Centre de Mecanique
Ondulatoire
Appliquee
QSCP
Promising
Scientist
Award(2011/9/14)・平成21年度分子科学会奨励賞・
「光生
物学システムの励起状態と機能:高精度電子理論の開発を
基盤とする理論的研究」(2009/09/22).
福岡淳
ふくおかあつし
Atsushi FUKUOKA
職名:教授
着任:2007年4月1日
部門/クラスター:物質変換研究部門
研究室:創成科学研究棟04 310-2
電話:011-706-9140・ファクシミリ:011-706-9139・電子
メール:[email protected]・ウェブページ:
http://www.cat.hokudai.ac.jp/fukuoka/
研究分野:触媒・資源化学プロセス/機能物質化学/グリー
ン・環境化学
研究課題:固体触媒によるバイオマス変換・メソ多孔体の
触媒機能
研究キーワード:触媒/バイオマス/セルロース/メソポー
ラスシリカ/ナノ粒子/エチレン酸化
学歴:1982年3月東京大学工学部合成化学科卒業/1984年3
月東京大学工学系研究科工業化学専攻修士課程修了/1985
年12月同博士課程中退
学位:1984年3月工学修士(東京大学)/1989年12月工学博
士(東京大学)
「A Study on Homogeneous and Heterogeneous
Bimetallic Cluster Catalysts」
職歴:1986年1月北海道大学助手(触媒研究所)/1991年4
月東京農工大学講師(工学部)/1995年8月同助教授/1997
年4月北海道大学助教授(触媒化学研究センター)/2007
年4月同教授/2010年4月同センター長/2014年4月北海道大
学総長補佐/2015年10月北海道大学触媒科学研究所教授
(物質変換研究部門)
在外研究歴:1988年11-12月ノースウェスタン大学/2003
年7-8月オレゴン州立大学/2003年8-10月ニューメキシコ
大学
●年報2015・個人編
所属学会:日本化学会/触媒学会/ゼオライト学会/石油学
会/アメリカ化学会
学会活動:ゼオライト学会理事(2004-2005)
・ゼオライト
学会ZMPC2009組織委員(2007-2009)・触媒学会TOCAT6/
APCAT5組織委員(2008-2011)
・触媒学会バイオマス変換触
媒研究会世話人代表(2008-2012)
・触媒学会TOCAT7組織委
員(2011-2014)
・触媒学会理事(2012-2014)
・第16回均一
系不均一系触媒国際会議組織委員長(2012-2013)
・国際触
媒学会評議員(2012-)
主要な研究業績:(1)Fukuoka, A.; Dhepe, P. L. Catalytic
Conversion of Cellulose into Sugar Alcohols. Angew. Chem.
Int. Ed. 2006, 45, 5161-5163. (2)Kobayashi, H.; Yabushita,
M.; Komanoya, T.; Hara, K.; Fujita, I.; Fukuoka, A.
High-Yielding One-Pot Synthesis of Glucose from Cellulose
Using Simple Activated Carbons and Trace Hydrochloric Acid.
ACS Catal. 2013, 3, 581-587.(3)Jiang, C.; Hara, K.; Fukuoka,
A. Low-Temperature Oxidation of Ethylene over Platinum
Nanoparticles Supported on Mesoporous Silica. Angew. Chem.
Int. Ed. 2013, 52, 6265-6268. (4)Yabushita, M.; Kobayashi,
H.; Hasegawa, J.; Hara, K.; Fukuoka, A. Entropically Favored
Adsorption of Cellulosic Molecules onto Carbon Materials
through Hydrophobic Functionalities. ChemSusChem 2014, 7,
1443-1450. ( 5 ) Kobayashi, H.; Kaiki, H.; Shrotri, A.;
Techikawara, K.; Fukuoka, A. Hydrolysis of woody biomass by
a biomass-derived heterogeneous catalyst. Chem. Sci. 2016, 7,
692-696.
学術関係の受賞:触媒学会奨励賞「異種金属クラスター担
持触媒の構造と反応特性に関する研究」
(1994/04/02)
・山
下太郎顕彰育成会学術研究奨励賞「金属クラスターの触媒
作用に関する研究」
(1995/05/26)
・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(2008/11/20)・北海道
大学研究総長賞優秀賞(2015/03/11)
・触媒学会学会賞(学
術 部 門 )「 固 体 触 媒 に よ る セ ル ロ ー ス 分 解 の 研 究 」
(2015/03/23)
・グリーン・サスティナブル・ケミストリ
ー(GSC)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」(2015/07/07)
本林健太
もとばやしけんた
Kenta MOTOBAYASHI
職名:助教
着任:2011年4月1日
離任:2015年9月30日(名古屋工業大学)
部門/クラスター:表面分子化学研究部門
研究室:創成科学研究棟02 310-1
電話:011-706-9125・ファクシミリ:011-706-9124・電子
メール:[email protected]・ウェブペー
ジ:http://kmotobayashi.web.nitech.ac.jp/
研究分野:電極・触媒表面科学
研究課題:イオン液体/電極界面の構造及び電位応答性の
解明・イオン液体中における溶媒和挙動の解明・イオン液
体中における電気化学反応の探索及び機構解明
研究キーワード:表面科学/電気化学/電極触媒科学/イオ
ン液体/電気二重層/表面増強赤外分光法/走査トンネル顕
微鏡
学歴:2006年3月東京大学工学部応用化学科卒業/2008年3
101
月東京大学大学院新領域創成科学研究科修士課程修了
/2011年3月東京大学大学院新領域創成科学研究科博士課
程修了
学位:2008年3月科学修士(東京大学)/2011年3月科学博
士 ( 東 京 大 学 )「 Quantitative Understanding of Single
Molecular Motion and Reactions through Inelastic Electron
Tunneling by STM」
職歴:2008年4月日本学術振興会特別研究員(DC1)
所属学会:電気化学会/日本化学会/日本表面科学会
学会活動:第1回表面物理若手勉強会運営委員(2010)
・電
気化学会北海道支部幹事(2011-)
・電気化学会北海道支部
会ライラックセミナー幹事(2013)
主 要 な 研 究 業 績 : (1) Motobayashi, K.; Osawa, M.
Potential-dependent Condensation of Water at the Interface
between Ionic Liquid [BMIM][TFSA] and an Au Electrode.
Electrochem. Commun. 2016, 65, 14-17. (2) Motobayashi, K.;
Árnadóttir, L.; Matsumoto, C.; Stuve, E. M.; Jónsson, H.; Kim,
Y.; Kawai, M. Adsorption of Water Dimer on Platinum(111):
Identification of the −OH···Pt Hydrogen Bond. ACS Nano
2014, 8, 11583-11590.(3)Motobayashi, K.; Minami, K.; Nishi,
N.; Sakka, T.; Osawa, M. Hysteresis of Potential- Dependent
Changes in Ion Density and Structure of an Ionic Liquid on a
Gold Electrode: In Situ Observation by Surface-Enhanced
Infrared Absorption Spectroscopy. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4,
3110-3114.(4)Motobayashi, K.; Kim, Y.; Ueba, H.; Kawai, M.
Insight into Action Spectroscopy for Single Molecule Motion
and Reactions through Inelastic Electron Tunneling. Phys. Rev.
Lett. 2010, 105, 076101.(5)Shin, H.-J.; Jung, J.; Motobayashi,
K.; Yanagisawa, S.; Morikawa, Y.; Kim, Y.; Kawai, M.
State-selective Dissociation of a Single Water Molecule on an
Ultrathin MgO Film. Nat. Mater. 2010, 9, 442-447.
学術関係の受賞:第5回イオン液体討論会優秀ポスター賞
「「イオン液体」電極溶液界面におけるLiイオンの挙動:
表面赤外増強分光法による検討」
(2014/10/29)
・日本表面
科 学 会 講 演 奨 励 賞 ( 2011 )・ Best poster award, 11th
International Conference on Electronic Spectroscopy and
Structure (ICESS11) (2009)・Student award, 11th International
workshop on Desorption Induced by Electron Transition (DIET
XI) (2007)
安田友洋
やすだともひろ
Tomohiro YASUDA
職名:准教授
着任:2015年4月1日
部門/クラスター:研究開発部門
研究室:創成科学研究棟02 306
電話:029-861-4572・ファクシミリ:011-706-9381・電子
メール:[email protected]
研究分野:イオン液体/高分子化学/電気化学
研究課題:イオン液体を基盤とする触媒反応システムの開発
研究キーワード:イオン液体/有機金属触媒化学/高分子化
学/電気化学
学歴:1999年3月東京都立大学工学部工業化学科卒業
学位:2007年3月工学博士(山梨大学)
「固体高分子形燃料
電池用スルホン酸化ポリイミド電解質膜の開発」
職歴:2003年4月山梨大学クリーンエネルギー研究センタ
102
ー産学連携研究員/2007年4月横浜国立大学NEDO特別研究
員/2011年11月横浜国立大学共同研究推進センター特任教
員(研究教員)/2015年4月北海道大学触媒化学研究センタ
ー准教授(実用化基盤技術開発部)/2015年10月北海道大
学触媒科学研究所准教授(研究開発部門)
所属学会:高分子学会/電気化学会/イオン液体研究会
主要な研究業績:
(1) Miran, M. S.; Yasuda, T.; Susan, M. A. B. H.; Dokko, K.;
Watanabe, M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 27631-27639. (2)
Yasuda, T.; Kinoshita, H.; Miran, M. S.; Tsuzuki, S.; Watanabe,
M. J. Chem. Eng. Data. 2013, 139, 2724-2732. (3) Miran, M.
S.; Yasuda, T.; Susan, M. A. B. H.; Dokko, K.; Watanabe, M.
RSC Adv. 2013, 3, 4141-4144. (4) Yasuda, T.; Watanabe, M.
MRS Bull. 2013, 38, 560-566. (5) Yasuda, T.; Okimura, Y.;
Oishi, A.; Kokubo, H.; Watanabe, M. J. Polym. Sci., Part A,
Polym. Chem. 2013, 51, 2233-2242.
叶深
ようしん
Shen YE
職名:准教授
着任:2001年4月1日(助教授)
部門/クラスター:表面分子科学研究部門/バイオインター
フェース研究クラスター/
研究室:創成科学研究棟02 111
電話:011-706-9126・電子メール:[email protected]
ウェブページ:www.cat.hokudai.ac.jp/osawa/member/ye
研究分野:物理化学/表面化学/電気化学
研究課題:振動分光法による界面分子構造の解明
研究キーワード:界面構造の制御と評価/非線形分光/表面
反応機構・速度論/金属単結晶電極/二次電池/バイオイン
ターフェース
学歴:1986年8月中国海洋大学化学科卒業/1990年3月北海
道大学理学部化学専攻博士前期課程/1993年3月北海道大
学理学研究科化学専攻博士課程修了
学位:1990年3月理学修士(北海道大学)/1993年3月博士
(理学)(北海道大学)「Surface Structure Dependence of
Electrode Reaction-Hydrogen and Nitrogen Compound
Electrode Reactions on Pt Single Crystal Electrodes」
職歴:1993年4月北海道大学・教務職員(理学部化学科)
/1994年4月北海道大学・助手(理学部化学科)/1995年4
月同助手(大学院理学研究科化学専攻)/1996年7月カリフ
ォルニア大学バークレー校物理科・客員研究員/2000年10
月科学技術振興事業団さきがけ研究「変換と制御」領域・
研究員(兼任)/2001年4月触媒化学研究センター・助教授
/2003年11月独立行政法人物質材料研究機構・客員研究員
/2006年10月科学技術振興機構さきがけ研究「界面の構造
と制御」領域・研究員(兼任)/北海道大学触媒化学研究
センター触媒基礎研究部表面分子化学部門・准教授,同セ
ンター触媒ターゲット研究アセンブリバイオインターフ
ェースクラスター・リーダー/2015年10月北海道大学触媒
科学研究所准教授(表面分子科学研究部門)
在外研究歴:1996年7月-1996年11月カリフォルニア大学物
理学科(Department of Physics, University of California at
Berkeley)
年報2015・個人編●
所属学会:日本化学会/日本高分子学会/日本分光学会/日
本分析学会/表面科学会/米国化学会/電気化学会
学会活動:電気化学会北海道支部幹事(1999年~)/電気
化学会北海道支部幹事(1999年~)/電気化学会北海道支
部常任幹事(2001~2003年/電気化学会北海道支部常任幹
事(2001~2003年)日本分析学会北海道支部常任幹事(2010
~2012年)/電気化学会編集委員(2012~2014年)
主 要 な 研 究 業 績 :( 1 ) Qiao, Y.; Ye, S. Spectroscopic
Investigation for Oxygen Reduction and Evolution Reactions
on Carbon Electrodes in Li-O2 Battery. J. Phys. Chem. C, 2016,
120, 8033-8047(2)Ye, S.; Tong, Y. J.; Ge, A. M.; Qiao, L.;
Davies, P. B. Interfacial Structure of Soft Matter Probed by
SFG Spectroscopy. Chem. Rec. 2014, 14, 791-805.(3)Yu, L.;
Liu, H. J.; Wang, Y.; Kuwata, N.; Osawa, M.; Kawamura, J.;
Ye, S. Preferential Adsorption of Solvents on Cathode Surface
of Li-ion Batteries. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52,
5753-5756.(4)Tong, Y. J.; Li, N.; Liu, H. J.; Ge, A. L.; Osawa,
M.; Ye, S. Mechanistic Studies by Sum Frequency Generation
Spectroscopy: Hydrolysis of a Supported Phospholipid Bilayer
by Phospholipase A2. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49,
2319-2323.(5)Holman, J.; Davies, P. B.; Nishida, T.; Ye, S.;
Neivandt, D. J. Sum Frequency Generation from Langmuir
Blodgett Multilayer Films on Metal and Dielectric Substrates.
J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18723-18732.
学術関係の受賞:2005年2月「固液界面の原子・分子レベ
ルでの構造解析と機能制御」日本化学会北海道支部奨励賞
/2009年2月「SFG分光を用いた表・界面の解析」北海道分
析化学賞/2012年5月日本トライボロジー学会論文賞
吉満隼人
よしみつはやと
Hayato YOSHIMITSU
職名:助教
着任:2015年4月1日
離任:2016年3月31日((株)カネカ)
部門/クラスター:高分子機能科学研究部門
研究室:創成科学研究棟05 310
電話:011-706-9157・ファクシミリ:011-706-9156・電子
メール:[email protected]・ウェブ
ページ:http://polymer.cat.hokudai.ac.jp/
研究分野:高分子化学
研究課題:光学活性高分子の合成・イオン液体型高分子
研究キーワード:光/不斉/キラル/らせん/イオン液体
学歴:2009年3月大阪大学理学部化学科卒業/2011年3月大
阪大学大学院理学研究科博士前期課程修了/2015年3月大
阪大学大学院理学研究科博士後期課程修了
学位:2011年3月修士(理学)(大阪大学)/2015年3月博士(理
学)(大阪大学)
「New Advances in Thermosensitive Polymers
and Controlled Cationic Polymerization System Using Ionic
Liquids」
職歴:2015年4月触媒化学研究センター助教/2015年10月北
海道大学触媒科学研究所助教(高分子機能科学研究部門)
在外研究歴:2013年9月-11月モントリオール大学
所属学会:高分子学会,触媒学会
主 要 な 研 究 業 績 :( 1 ) Yoshimitsu, Y.; Kanazawa, A.;
Kananoka, S.; Aoshima, S. Well-defined Polymeric Ionic
●年報2015・個人編
Liquids with an Upper Critical Solution Temperature in Water.
Macromolecules, 2012, 45, 9427–9434.* (2)中野環,王玥,
吉満隼人,光がつくる物質のキラリティー:円偏光による
らせん高分子合成.化学,70,66-67(2015).
脇坂 祐輝
わきさかゆうき
Yuuki WAKISAKA
職名:特任助教
着任:2015年12月1日
部門/クラスター:触媒表面研究部門
研究室:創成科学研究棟02 112
電話:011-706-9115・ファクシミリ:011-706-9115・電子
メール:[email protected]
研究分野:触媒化学/表面科学
研究課題:XAFSによる燃料電池触媒の解析に関する研究
研究キーワード:燃料電池,XAFS法
学歴:2006年3月東京大学理学部卒業/2008年3月東京大学
理学系研究科修士課程修了/2011年3月東京大学理学系研
究科博士課程修了
学位:2008年3月修士(理学)
(東京大学)/2011年3月博士
(理学)
(東京大学)
「電子・ホール相互作用を持つ遷移金
属化合物の高エネルギー分光による研究」
職歴:2010年4月日本学術振興会特別研究員(DC2,PD)/2012
年4月高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所研
究員/2013年4月名古屋大学理学研究科特任助教/2015年12
月北海道大学触媒科学研究所特任助教(触媒表面研究部
門)
所属学会:日本物理学会,日本放射光学会,日本XAFS研究
会
主要な研究業績:(1)Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.;
Uehara, H.; Ohba, T.; Niwa, Y.; Nozawa, S.; Sato, T.;
Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.; Adachi, S.; Katayama, T.;
Togashi, T.; Owada, S.; Ogawa, K.; Yabashi, M.; Hatada, K.;
Takakusagi, S.; Yokoyama, T.; Ohtani, B.; Asakura, K.
Dynamics of Photoelectrons and Structural Changes of
Tungsten Trioxide Observed by Femtosecond Transient XAFS.
Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1364-1367.(2)Wakisaka, Y.;
Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Asakura, H.; Morimoto, H.;
Tabuchi, M.; Oshima, D.; Kato, T.; Iwata, S. Anomalous
structural behavior in the metamagnetic transition of FeRh thin
films from a local viewpoint. Phys. Rev. B 2015, 92, 184408.
(3) Okabayashi, J.; Ueno, S.; Wakisaka, Y.; Kitazawa, T.
Temperature-dependent EXAFS study for spin crossover
complex: Fe(pyridine)2Ni(CN)4. Inorg. Chim. Acta 2015, 426,
142-145.(4) Sakai, H.; Kotajima, D.; Saito, K.; Wadati, H.;
Wakisaka, Y.; Mizumaki, M.; Nitta, K.; Tokura, Y.; Ishiwata, S.
Insulator-to-Superconductor Transition upon Electron Doping
in a BiS2-Based Superconductor Sr1-xLaxFBiS2, J. Phys. Soc.
Jpn. 2014, 83, 014709. (5) Wakisaka, Y.; Sudayama, T.;
Takubo, K.; Mizokawa T.; Saini N. L.; Arita M.; Namatame H.;
Taniguchi M.; Katayama N.; Nohara M.; Takagi H.
Photoemission Spectroscopy of Ta2NiSe5, J. Supercond. Novel
Magn. 2012, 25, 1231-1234.
103
教職員の特許
《特許番号・発明者「発明の名称」特許権者(登録日)》
■2015年度に登録された特許
5723638・荒井隆行,小澤祐樹,所司悟,高田十志和,小
山靖人,張琴姫「高分子架橋体および高分子架橋体の製造
方法」リンテック株式会社(2015/04/03)
5782290・中野環,坂本猛,ユ・ジュインメン,東村秀之,
小林憲史「化合物及び該化合物を含む膜」住友化学株式会
社,国立大学法人北海道大学(2015/07/24)
5805390・菊地裕人,福岡淳「農産物又は農産副産物から
の糖アルコール及び糖の製造方法」日本甜菜製糖株式会
社,国立大学法人北海道大学(2015/09/11)
5823756・福岡淳,小林広和「糖アルコールの製造方法」
国立大学法人北海道大学,昭和電工株式会社(2015/10/16)
5874139・大竹尚登,櫻田悠一,高島舞,松尾誠,岩本喜
直「膜材料の欠陥の光学的観察方法および装置」国立大学
法人東京工業大学,株式会社iMott(2016/01/29)
3758856・山田和信,岡本佳男,中野環,澤本光男,北畠
千嗣,寺田和俊,井田大嗣,加納芳明,沖祥嘉,岡野善道,
西村政通「ヘテロタクチシチーに富むポリビニルアルコー
ルの製造方法」ユニチカ株式会社,株式会社クラレ
(2006/01/13)
3773362・山田和信,磯部豊,岡本佳男,中野環,澤本光
男,北畠千嗣,寺田和俊,井田大嗣,岡野善道,西村政通,
加納芳明,沖祥嘉「ラジカル重合における立体規則性の制
御方法」ユニチカ株式会社,株式会社ダイセル
(2006/02/24)
3797573・乾智行,井上正志,大谷文章,西本清一,計良
善也,古南博,岩根信雄「アナタース形微粒子酸化チタン
の製造方法」テイカ株式会社(2006/04/28)
3842248・高橋保,蔡福裕「フェニレンチオフェンポリマ
ー及びその製造方法」独立行政法人科学技術振興機構
(2006/08/18)
3880514・高橋保,菅野研一郎「ビフェニレンシクロブテ
ニレンモノマーおよびそのポリマー」独立行政法人科学技
術振興機構(2006/11/17)
■2014年度までに登録された特許
3890436・中野環「特異な光特性を有する高分子化合物か
らなるレーザー発光材料及び電界発光材料」独立行政法人
科学技術振興機構(2006/12/15)
特公平6-41449・常本大英,公文克己,小堀武夫,山崎ま
ゆみ「4-ピリジンプロパンニトリルの製造方法」財団法
人相模中央化学研究所(1994/06/01)
3910166・高橋保「チタノセン類を触媒とする芳香族フッ
素化物の脱フッ素化処理方法」独立行政法人科学技術振興
機構(2007/02/02)
2866098・鍵谷勤,西本清一,大谷文章,井沢邦輔「環状
アミノ酸の製造方法」鍵谷勤,味の素株式会社
(1998/12/18)
3920149・大谷文章,逢坂哲彌,中西卓也,万木啓嗣「光
学分割剤,光学分割カラム及び光学分割方法並びに光学活
性化合物の製造方法」株式会社日本触媒,大谷文章
(2007/02/23)
3184620・岡本佳男,中野環「光学活性なメタクリル酸の
重合体」ダイセル化学工業株式会社(2001/04/27)
3239116・朝倉清髙,田旺帝,岩澤康裕,小野享寿,宮本
和夫,野村昌治「試料搬送装置」株式会社ムサシノエンジ
ニアリング,独立行政法人科学技術振興機構(2001/10/05)
3533335・岩澤康裕,朝倉清髙,境悠治,嘉藤誠「化学分
析用複合放出電子顕微鏡装置」独立行政法人科学技術振興
機構,日本電子株式会社(2004/03/12)
3535994・岩澤康裕,朝倉清髙,井本英夫,紫藤貴文,劉
海超「Sb-Re複合酸化物触媒」独立行政法人科学技術振興
機構(2004/03/19)
3586595・若槻康雄,鈴木教之,トマスフーン,市川勝,
福岡淳「固定化錯体」独立行政法人理化学研究所
(2004/08/13)
3926762・中野環「触媒およびその製造方法」独立行政法
人科学技術振興機構(2007/03/09)
3932490・高橋保「多環式芳香族化合物の製造法」国立大
学法人北海道大学(2007/03/30)
3946615・関隆史,清水浩之,高橋保,中島清彦「オレフ
ィン重合触媒用遷移金属化合物,オレフィン重合用触媒な
らびにポリオレフィンの製造方法」日本ポリオレフィン株
式会社(2007/04/20)
3951181・鳥本司,大谷文章,ボナマリ=パル「コア・シ
ェル構造体の調製方法」独立行政法人科学技術振興事業団
(2007/05/11)
3961857・高橋保「ジケトン類の製造方法」独立行政法人
科学技術振興機構(2007/05/25)
3624059・岡本佳男,中野環「メタクリル酸又はその誘導
体の新規な立体制御重合法」ダイセル化学工業株式会社
(2004/12/03)
3981492・高橋保「チタノセン類を触媒とする芳香族塩化
物の脱塩素化処理方法」高橋保,独立行政法人科学技術振
興機構(2007/07/06)
3613784・朝倉清髙,田旺帝,岩澤康裕,小野享寿,宮本
和夫,野村昌治「その場全反射蛍光XAFS測定装置」独立行
政法人科学技術振興機構(2005/01/16)
4028408・西田まゆみ,田形剛「ピリジンボラン化合物及
びその製造法」広栄化学工業株式会社(2007/10/19)
3681365・大谷文章,鳥本司,池田茂,ロベルト=ビラク
レス,塩崎修「光触媒反応による水浄化方法および装置」
エア・ウォーター株式会社,大谷文章(2005/05/27)
3695830・乾智行,井上正志,大谷文章,西本清一,計良
善也,古南博,岩根信雄「アナタース形微粒子酸化チタン
の製造方法」テイカ株式会社(2005/07/08)
3730041・岩澤康裕,朝倉清髙,境悠治,嘉藤誠「複合放
出電子顕微鏡における放出電子加速方法」独立行政法人科
学技術振興機構,日本電子株式会社(2005/10/14)
104
4031595・高橋保「ポリアリーレン及びその製造方法」独
立行政法人科学技術振興機構(2007/10/26)
4051215・高橋保,席振峰「インデン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2007/12/07)
4058720・鳥本司,村上伸也,岩崎健太郎,大谷文章「コ
ア・シェル構造体からなる発光体及びそれを用いた分子マ
ーカー,光記録媒体,並びにそれらの調製方法」独立行政
法人科学技術振興事業団(2007/12/28)
4067791・高橋保,劉元紅「テトラエン誘導体及びその製
造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/01/18)
年報2015・個人編●
4074529・高橋保,李志平「全置換ナフタレン誘導体の製
造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/02/01)
4190343・岡本佳男,幅上茂樹,中野環「分子認識高分子
化合物の製造方法」株式会社ダイセル(2008/09/26)
4080806・石澤英亮,中野環「アクリル系重合体及び電荷
輸送材料」積水化学工業(2008/02/15)
4225827・高橋保,李志平「ポリアセン誘導体及びその製
造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/12/05)
4083028・西田まゆみ,田形剛「アリールボラン化合物の
製造方法」広栄化学工業株式会社(2008/02/22)
4227831・高橋保,席嬋娟「シクロペンテノン誘導体の製
造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/12/05)
4082888・西田まゆみ,田形剛「ビアリール化合物の製造
法」広栄化学工業株式会社(2008/02/22)
4238046・高橋保,劉元紅「共役性多環式化合物の製造方
法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/12/26)
4090252・高橋保「ベンゼン誘導体の製造方法」独立行政
法人科学技術振興機構(2008/03/07)
4238047・高橋保,席振峰「ジエン誘導体の製造方法」独
立行政法人科学技術振興機構(2008/12/26)
4096330・鳥本司,大谷文章,岩崎健太郎「内部に制御さ
れた空隙を有するコア・シェル構造体を構成要素とする構
造体及びその調製方法」独立行政法人科学技術振興事業団
(2008/03/21)
4248926・及川一摩,堀順一,高橋保「多置換アセン誘導
体及びその製造方法」独立行政法人科学技術振興機構,関
東化学株式会社(2009/01/23)
4112110・高橋保「アセチレン類とイソシアネート類との
反応によるα,β-不飽和カルボキサミド類の製造方法」
高橋保,独立行政法人科学技術振興機構(2008/04/18)
4252703・高橋保「シクロペンタジエンイミン誘導体の製
造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/01/30)
4252734・高橋保「デュワーベンゼン誘導体とその製造方
法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/01/30)
4113281・高橋保「シクロペンテノン誘導体の製造方法」
日本ポリオレフィン株式会社(2008/04/18)
4252742・高橋保「アレニルエーテルの製造方法」独立行
政法人科学技術振興機構(2009/01/30)
4119114・西田まゆみ,田形剛,島田正輝「新規なジヒド
ロキシ(3-ピリジル)ボラン類」広栄化学工業株式会社
(2008/05/02)
4252755・高橋保「アントラセン酸素錯体及びその製造方
法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/01/30)
4133734・関隆史,清水浩之,高橋保,中島清彦,福田哲
朗「新規な遷移金属化合物,オレフィン重合用触媒および
ポリオレフィンの製造方法」日本ポリエチレン株式会社
(2008/06/06)
4136204・高橋保「ポリ(ジエン-アリーレン)及びその
製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/06/13)
4136717・高橋保,李艶忠「シクロペンタジエン誘導体の
製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/06/13)
4142880・高橋保「ジエステル化ジエン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2008/06/20)
4154159・高橋保「ジベンゾシクロ化合物の製造方法」独
立行政法人科学技術振興機構(2008/07/11)
4157669・高橋保「縮合複素環の合成方法及び縮合複素環」
独立行政法人科学技術振興機構(2008/07/18)
4163363・高橋保「シクロペンテノン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2008/08/01)
4167848・西田まゆみ,田形剛,島田正輝「ビアリール化
合物の製造法」広栄化学工業株式会社(2008/08/08)
4169519・高橋保「ピリジン誘導体の製造方法」独立行政
法人科学技術振興機構(2008/08/15)
4173482・中野環「側鎖にπ共役基を有する新規ポリエス
テル及びこのポリエステルを用いた電荷移動錯含有組成
物,並びに該組成物を用いた電荷輸送材料」独立行政法人
科学技術振興機構(2008/08/22)
4180254・高橋保,劉元紅「窒素含有6員環の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2008/09/05)
4180723・高橋保「アザメタラシクロペンタジエン類とア
ルキン類との反応によるピリジン類の製造方法」高橋保,
独立行政法人科学技術振興機構(2008/09/05)
4183852・高橋保「シクロヘプタジエノン誘導体の合成方
法」独立行政法人科学技術振興機構(2008/09/12)
4188616・高橋保,武捨清,坂巻功一,東海林義和「機能
性薄膜」独立行政法人科学技術振興機構,高橋保,株式会
社ADEKA(2008/09/19)
●年報2015・個人編
4255597・高橋保「シクロペンタジエノン誘導体の製造方
法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/02/06)
4255603・高橋保「シクロペンテノン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2009/02/06)
4287576・高橋保「多環化合物の製造方法」独立行政法人
科学技術振興機構(2009/04/03)
4287601・高橋保,席振峰「ベンゼン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2009/04/03)
4296006・高橋保「ビニルシランの製造方法」独立行政法
人科学技術振興機構(2009/04/17)
4303978・高橋保,李艶忠「ジハロゲン化ビフェニル誘導
体およびその製造方法」独立行政法人科学技術振興機構
(2009/05/01)
4309534・高橋保「シクロペンタジエン誘導体の合成方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2009/05/15)
4309562・高橋保「アルキリデンベンゾシクロヘプテン誘
導体及びその製造方法」独立行政法人科学技術振興機構
(2009/05/15)
4318468・高橋保,小笠原正道「アレン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2009/06/05)
4328453・高橋保「複核オレフィン錯体及びその製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2009/06/19)
4338477・高橋保「多置換アセン類の製造方法」独立行政
法人科学技術振興機構(2009/07/10)
4340404・高橋保,席振峰「不飽和6員環の製造方法」独立
行政法人科学技術振興機構(2009/07/10)
4346193・高橋保「ベンゼン誘導体の製造方法」独立行政
法人科学技術振興機構(2009/07/24)
4346195・高橋保「スチレン誘導体の製造方法」独立行政
法人科学技術振興機構(2009/07/24)
4346198・高橋保,コトラマーティン「フルベン誘導体の
製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/07/24)
4346199・高橋保「トリエン誘導体及びナフタレン誘導体
の製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/07/24)
105
4346216・高橋保「アリールアセチレン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2009/07/24)
4349761・高橋保「ジアレン誘導体及びその製造方法」独
立行政法人科学技術振興機構(2009/07/31)
4357073・高橋保「イミノピリジン又はピリドン誘導体の
製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/08/14)
4378488・鳥居晃,西田まゆみ,浜野行雄「2-アミノメ
チルピリミジン及びその塩の製造法」広栄化学工業株式会
社(2009/10/02)
4478959・鳥本司,大谷文章,岩崎健太郎「内部に制御さ
れた空隙を有するコア・シェル構造体及びそれを構成要素
とする構造体並びにこれらの調製方法」独立行政法人科学
技術振興事業団(2010/03/26)
4484195・山口太一,水舩裕介,大谷文章,鳥本司,渡辺
篤,池田茂「酸化チタンの製造方法」テイカ株式会社,大
谷文章(2010/04/02)
4496630・瀬戸山徳彦,福嶋喜章,市川勝,福岡淳「金属
細線触媒」株式会社豊田中央研究所(2010/04/23)
4388189・高橋保「ピリジン誘導体及びその製造方法」独
立行政法人科学技術振興機構(2009/10/09)
4510312・高橋保,原隆一郎「エーテル化合物の分解方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2010/05/14)
4388236・高橋保「エンイン誘導体およびスチレン誘導体
の製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/10/09)
4524358・中野環「光学活性な高分子」独立行政法人科学
技術振興機構(2010/06/11)
4401000・高橋保「ジヒドロアントラセン誘導体の製造方
法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/11/06)
4526222・高橋保「ホスホール誘導体の製造方法」独立行
政法人科学技術振興機構(2010/06/11)
4401001・高橋保「アリール誘導体及びその製造方法」独
立行政法人科学技術振興機構(2009/11/06)
4542075・中野環「特異な光特性を有する高分子化合物と,
電子受容性化合物又は電子供与性化合物からなる組成物,
該組成物からなる紫外線透過材料及び耐光性高分子材料,
並びに,該組成物を用いた電荷輸送材料」独立行政法人科
学技術振興機構(2010/07/02)
4404434・高橋保「ジヒドロピリダジン誘導体の製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2009/11/13)
4408143・高橋保「シクロペンタジエン誘導体の製造方法」
日本ポリオレフィン株式会社(2009/11/20)
4412758・高橋保「前周期遷移金属のメタラシクロペンタ
ジエンへのアルキン化合物の位置選択的な環化付加によ
るベンゼン誘導体の製造方法」高橋保,独立行政法人科学
技術振興機構(2009/11/27)
4420370・高橋保「安息香酸エステル誘導体及びその製造
方法」独立行政法人科学技術振興機構(2009/12/11)
4422849・高橋保「エステル化有機金属化合物,その製造
方法及びエステル誘導体」独立行政法人科学技術振興機構
(2009/12/11)
4423432・福岡淳,デーペパリッシュラキシミカント「セ
ルロースの加水分解および/または加水分解物の還元用
触媒およびセルロースから糖アルコールの製造方法」国立
大学法人北海道大学(2009/12/18)
4440453・高橋保「ジヒドロピリドン誘導体及びその製造
方法」独立行政法人科学技術振興機構(2010/01/15)
4448349・高橋保,小笠原正道「ホスファフェロセン誘導
体及びその製造方法.」独立行政法人科学技術振興機構
(2010/01/29)
4454298・高橋保「α-ヒドロキシアルデヒドの製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2010/02/12)
4457183・中野環「熱分解性ポリマー」独立行政法人科学
技術振興機構(2010/02/19)
4461670・熊井葉子,杉本憲昭,塚田浩司,市川勝,福岡
淳「金属粒子包接薄膜の製造方法.」株式会社豊田中央研
究所(2010/02/26)
4461352・塚田浩司,杉本憲昭,熊井葉子,市川勝,福岡
淳「高結晶性メソポーラスシリカ薄膜及びその製造方法,
並びにそのメソポーラスシリカ薄膜を用いたクラスター
包接薄膜及びその製造方法」株式会社豊田中央研究所
(2010/02/26)
4467253・西田まゆみ,吉崎浩樹,安達千波矢,雀部博之
「チオフェン誘導体類,その製造方法およびこれを用いて
なる有機電界発光素子」広栄化学工業株式会社
(2010/03/05)
106
4540217・高橋保「ピラン誘導体及びその製造方法」独立
行政法人科学技術振興機構(2010/07/02)
4542657・高橋保「多置換インデン誘導体およびその製造
方法」日本ポリオレフィン株式会社(2010/07/02)
4553443 ・ 大 谷 文 章 「 触 媒 の 探 索 方 法 」 大 谷 文 章
(2010/07/23)
4587290・朝倉清髙,河合寿秀,阪東恭子,角谷均,田旺
帝「X線透過窓,X線吸収微細構造測定用セルおよび反応シ
ステム」国立大学法人北海道大学,独立行政法人産業技術
総合研究所,住友電気工業株式会社(2010/09/17)
4597406・高橋保「有機ケイ素化合物の製造方法」独立行
政法人科学技術振興機構(2010/10/01)
4596813・鈴木秀士,田旺帝,朝倉清髙,野村昌治「量子
線支援原子間力顕微法および量子線支援原子間力顕微鏡」
独立行政法人科学技術振興機構(2010/10/01)
4602686・西田まゆみ,田形剛,上畠康嗣「2,6-ジハ
ロゲノ-4-アリールピリジン類の製造法」広栄化学工業
株式会社(2010/10/08)
4612301・西田まゆみ,鳥居晃,杉中薫「1-アルキル-
4-アミノメチルピペリジンの製造法」広栄化学工業株式
会社(2010/10/22)
4628734・西田まゆみ,鳥居晃,吉田太一「4-ピリジル
ボロン酸類の製造法」広栄化学工業株式会社(2010/11/19)
4649610・薩摩篤,清水研一,高橋哲平,新美健二郎「エ
ステル化触媒及びエステル製造方法」国立大学法人名古屋
大学(2010/12/24)
4659340・今村悟朗,赤井一隆,高橋和成,市川勝,福岡
淳「水素化芳香族化合物の製造方法」三菱化学株式会社,
市川勝(2011/01/07)
4676055・岡本佳男,中野環,幅上茂樹,澤本光男,上垣
外正己,永田直彦,長柄佳孝,寺田和俊,大竹富明,岡野
善道,西村政通「ラジカル重合における立体規則性の制御
方法」株式会社クラレ(2011/02/04)
4695843・高橋保,席振峰,孔凡志「インデン誘導体の製
造方法.」独立行政法人科学技術振興機構(2011/03/04)
年報2015・個人編●
4695845・高橋保,菅野研一郎「アセナフチレン誘導体及
びその製造方法」独立行政法人科学技術振興機構
(2011/03/04)
4997552・黒田靖,杉下紀之,大谷文章「酸化チタン粒子
の製造方法」昭和電工株式会社,国立大学法人北海道大学
(2012/05/25)
4704964・三上仁志,本橋剛,薩摩篤,清水研一「NOx
浄化システム及びNOx浄化方法」本田技研工業株式会
社,国立大学法人名古屋大学(2011/03/18)
5091537・中野環,小谷哲浩,高明天「新規ジベンゾフル
ベン誘導体モノマー,新規ジベンゾフルベン誘導体とそれ
らを用いた組成物」国立大学法人北海道大学(2012/09/21)
4714259・堂坂健児,石丸真也,橋本雅識,清水研一,薩
摩篤「CO酸化用銀触媒」本田技研工業株式会社,国立大
学法人名古屋大学(2011/04/01)
5095476・高橋保「ポリ(ジエン-アリーレン)及びその
製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2012/09/28)
4743980・高橋保「ピロリノン誘導体及びその製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2011/05/20)
4744056・高橋保「ポリアセン誘導体及びその製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2011/05/20)
4754197・寺田佳弘,上片野充,賀嘉磊,姫野邦治,大谷
文章「酸化チタン粒子とその製造方法およびその利用」株
式会社フジクラ(2011/06/03)
4768760・高橋保「ポリアセン誘導体及びその製造方法」
独立行政法人科学技術振興機構(2011/06/24)
4772818・大谷文章,阿部竜,酒谷能彰,村田誠,西峰宏
亮「酸化タングステン光触媒体」国立大学法人北海道大学,
住友化学株式会社(2011/07/01)
4773168・大澤雅俊,猶原秀夫「電気化学赤外分光装置」
国立大学法人北海道大学,トヨタ自動車株式会社
(2011/07/01)
4780654・西山寛幸,柿元志郎,菅谷聡,横井等,薩摩篤,
清水研一「水素ガスセンサ」日本特殊陶業株式会社
(2011/07/15)
4787953・高橋保,菅野研一郎「アセン類の製造方法」国
立大学法人北海道大学(2011/07/29)
4787954・高橋保,菅野研一郎「エキソサイクリックジエ
ンの異性化によるアセン類の製造方法」国立大学法人北海
道大学(2011/07/29)
4804712・高橋保「多環式芳香族化合物の製造方法」独立
行政法人科学技術振興機構(2011/08/19)
4804713・高橋保「有機フッ素化物のカップリング化合物
の製造方法」独立行政法人科学技術振興機構(2011/08/19)
4809985・西田まゆみ,鳥居晃「3-アリールプロピルア
ミンの製造法」広栄化学工業株式会社(2011/08/26)
4822256・寺田佳弘,上片野充,姫野邦治,大谷文章,山
上隆宗,鳥本司「ナノ構造体とその製造方法」株式会社フ
ジクラ,国立大学法人北海道大学(2011/09/16)
4872148・稲垣伸二,杉本憲昭,福嶋喜章,福岡淳,市川
勝「クラスター包接材料」株式会社豊田中央研究所
(2011/12/02)
4900688・中野環,東村秀之「光学活性な高分子化合物」
国立大学法人北海道大学,住友化学株式会社(2012/01/13)
4906171・高橋保「ジインアミンから窒素含有多環化合物
の合成方法」高橋保,独立行政法人科学技術振興機構
(2012/01/20)
4962861・稲垣伸二,青木昌雄,山中健一,中島清隆,大
橋雅卓「光エネルギー変換材料」株式会社豊田中央研究所
(2012/04/06)
4992027・高橋保,黄文迎「芳香族化試剤」国立大学法人
北海道大学(2012/05/18)
●年報2015・個人編
5162742・鳥本司,桑畑進,大谷文章,柴山環樹,工藤昭
彦,櫻岡美和,足立知弘「半導体ナノ粒子及びその製造方
法」国立大学法人名古屋大学(2012/12/02)
5171469・伊藤育夫,高田十志和,小山靖人「ポリイソオ
キサゾール類の製造方法」国立大学法人東京工業大学,エ
ア・ウォーター株式会社(2013/01/01)
5178007・高橋保,武捨清「光電変換素子及びそれを用い
た太陽電池」独立行政法人科学技術振興機構,高橋保,株
式会社ADEKA(2013/01/18)
5182987・嵯峨庄太,下俊久,村崎孝則,原亨和,中島清
隆「触媒前駆体,触媒材料および触媒製造方法」株式会社
豊田自動織機,国立大学法人東京工業大学(2013/01/25)
5221062・大沼明,阿部竜,大谷文章,小柳嗣雄「異方形
状粒子および該粒子の製造方法」国立大学法人北海道大
学,触媒化成工業株式会社(2013/03/15)
5249526・銭朴,加川和宏,大澤雅俊「導電性高分子膜の
製造方法及び装置」本田技研工業株式会社(2013/04/19)
5258917・大谷文章,阿部竜,酒谷能彰,村田誠,西峰宏
亮「酸化タングステン光触媒体」国立大学法人北海道大学,
住友化学株式会社(2013/05/02)
5259767・寺田佳弘,上片野充,賀嘉磊,姫野邦治,大谷
文章「酸化チタン粒子の結晶性評価方法,及び酸化チタン
粒子の表面欠陥密度測定方法」株式会社フジクラ
(2013/05/02)
5263478・中野環,八重樫敬之,辻雅司「光学活性なブロ
ック共重合体,その製造方法及びそのブロック共重合体を
用いたクロマトグラフィー用充填剤」国立大学法人奈良先
端科学技術大学院大学(2013/05/10)
5281988・薩摩篤,清水研一,片桐誠,柿元志郎,菅谷聡,
山田哲生,近藤智紀,松谷渉「アンモニアガスセンサ」日
本特殊陶業株式会社(2013/05/31)
5289244・瀬尾明繁,今井英幸,岩瀬直生,高田十志和,
小山靖人「ニトリルオキシドで変性した変性高分子材料及
びその製造方法」国立大学法人東京工業大学,豊田合成株
式会社(2013/06/14)
5342114・大沼明,阿部竜,大谷文章,小柳嗣雄「導電性
粒子の製造方法および導電性粒子」国立大学法人北海道大
学,日揮触媒化成株式会社(2013/08/16)
5371033・伊藤育夫,高田十志和,小山靖人「3官能ニトリ
ルオキシドおよびその製造方法」国立大学法人東京工業大
学,エア・ウォーター株式会社(2013/09/27)
5376893・杉下紀之,黒田靖,大谷文章「金属酸化物粒子
の製造方法及び製造装置」昭和電工株式会社,国立大学法
人北海道大学(2013/10/04)
5382634・野村淳子,中島清隆,稲垣伸二,藤田悟「固体
電解質膜」株式会社豊田中央研究所(2013/10/11)
5416517・高田十志和,小山靖人,奥田一志,山田昌宏,
小堀香奈「スピロビフルオレン骨格含有ポリチオエーテル
107
及びその製造方法」国立大学法人東京工業大学,大阪ガス
ケミカル株式会社(2013/11/22)
5416518・高田十志和,小山靖人,奥田一志,山田昌宏,
小堀香奈「スピロビフルオレン骨格含有ポリスルホン及び
その製造方法」国立大学法人東京工業大学,大阪ガスケミ
カル株式会社(2013/11/22)
5451120・高田十志和,小山靖人,長谷川俊秀,瀬戸良太,
小嶋貴博,細川勝元「2価アルコール類,ポリカーボネー
ト樹脂,ポリエステル樹脂,それらからなる成形体,およ
び光学素子」キヤノン株式会社(2014/01/10)
5455110・高橋保,菅野研一郎,周立山,李石「ペンタセ
ンキノン誘導体及びその製造方法」独立行政法人科学技術
振興機構,高橋保(2014/01/17)
5682929・大谷文章,杉下紀之,黒田靖「酸化チタン粒子
の製造方法及び製造装置」国立大学法人北海道大学,昭和
電工株式会社(2015/01/23)
5690610・津野勝重,朝倉清髙,内藤俊雄,菅育正,宮崎
英機「光電子顕微鏡」株式会社菅製作所(2015/02/06)
5697106・高橋保,菅野研一郎,李石「6,13-ジハロ
ゲン-5,14-ジヒドロペンタセン誘導体及びそれを用
いた6,13-置換-5,14-ジヒドロペンタセン誘導
体の製造方法」国立大学法人北海道大学(2015/02/20)
5704771・高橋保,菅野研一郎,周立山,李石「ペンタセ
ンキノン誘導体及びその製造方法」独立行政法人科学技術
振興機構,高橋保(2015/03/06)
5543150・薩摩篤,清水研一,宮本裕士「芳香族ニトロ化
合物の選択的水素化触媒,その製造方法および再生方法並
びにこれを用いた芳香族ニトロ化化合物の選択的水素化
方法」エヌ・イーケムキャット株式会社(2014/05/16)
教職員の受賞
5558264・瀬尾明繁,今井英幸,岩瀬直生,上遠野雄介,
高田十志和,小山靖人,三浦香織「架橋可能なゴム材料及
び架橋ゴム材料の製造方法」豊田合成株式会社,国立大学
法人東京工業大学(2014/06/13)
新化学技術推進協会GSC賞文部科学大臣賞 福岡淳「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」
(2015/07/07)
5582648・高橋保,菅野研一郎「ペンタセン付加体及びそ
の製造方法」国立大学法人北海道大学(2014/07/25)
5611087・荒井隆行,小澤祐樹,所司悟,高田十志和,小
山靖人,張琴姫「高分子架橋前駆体,刺激応答性高分子架
橋体およびそれらの製造方法」リンテック株式会社
(2014/09/12)
5620820・高田十志和,小山靖人,中薗和子,長谷川俊秀,
李泳基,小野信文,西尾和人,藤田至彦「ロタキサン化合
物及び抗ガン剤」株式会社ワン・ステーション,国立大学
法人東京工業大学,学校法人福岡大学,学校法人近畿大学
(2014/09/26)
5633846・大久保泰宏,南部宏暢,福岡淳,原賢二,赤羽
紗以子「触媒,及び該触媒を用いたポリマーの製造方法」
太陽化学株式会社,国立大学法人北海道大学(2014/10/24)
5633878・福岡淳,小林広和,駒野谷将,米田正,藤田一
郎「セルロースまたはヘミセルロースの加水分解用触媒,
並びにこの触媒を用いる糖含有液の製造方法」国立大学法
人北海道大学,昭和電工株式会社(2014/10/24)
5641504・福岡淳,駒野谷将「グルコースを主成分とする
糖含有液の製造方法」国立大学法人北海道大学
(2014/11/07)
5654805・中野環,坂本猛,田中健太,東村秀之「有機半
導体化合物」住友化学株式会社,国立大学法人北海道大学
(2014/11/28)
5661600・瀬尾明繁,今井英幸,岩瀬直生,近藤秀明,高
田十志和,小山靖人,王晨綱,米川盛生「ニトリルオキシ
ド化合物,変性高分子材料並びにその製造方法及び成形
体」豊田合成株式会社,国立大学法人東京工業大学
(2014/12/12)
5669057・大谷文章,杉下紀之,黒田靖「酸化チタン粒子
の製造方法及び製造装置」国立大学法人北海道大学,昭和
電工株式会社(2014/12/26)
5674285・加藤隆彦,渡辺精一,谷津茂男,萱島知,西口
規彦,三澤弘明,朝倉清髙「レーザー誘起表面ナノ配列構
造の作製方法及びそれを用いて作製したデバイス構造」株
式会社日立製作所(2015/01/09)
108
■2015年度の受賞
Springer Science+Business MediaSpringer Theses
Prize 藪下瑞帆「A Study on Catalytic Conversion of Non
‐ Food Biomass into Chemicals: Fusion of Chemical
Sciences and Engineering」(2015/08/05)
北海道発明協会平成27年度会長賞 朝倉清髙「表面の電子
状 態 を 観 察 す る 特 殊 な 顕 微 鏡 ( 特 許 第 5690610 号 )」
(2015/10/30)
触 媒 学 会 平 成 27 年 度 学 会 賞 ( 学 術 部 門 ) 朝 倉 清 髙
「Operando XAFS法による触媒構造のその場観察と触媒
作用機構に関する研究」
(2016/01/14)
北海道大学研究総長賞 奨励賞 小林広和(2016/02/03)
北海道大学教育総長賞 優秀賞 高橋保(2016/02/03)
電気化学会光電気化学研究懇談会第12回Honda-Fujishima
Prize 高瀬舞「金属・半導体ナノ構造制御による固液界
面の光機能性賦与」(2016/03/30)
■2014年度までの受賞
《1972年度》日本化学会進歩賞 市川勝「電荷移動錯体の
触媒作用の研究」
《1974年度》日本金属学会金属写真佳作賞 早川和延「オ
ージェ顕微鏡による銀試料偏析の三次元分析」
《1975年度》国際金属組織学会・米国金属学International
Metallographic Exhibit(電子マイクロプローブ分析部
門) 早川和延「銀試料の3次元オージェ電子マイクロア
ナリシス」
《1983年度》有機合成化学協会奨励賞 林民生「高選択性
触媒的不斉合成に関する研究」
・日本化学会進歩賞 岩本
正和「固体触媒上の酸素の吸着状態と反応性に関する研
究」
《1986年度》金属研究助成会研究奨励賞 大澤雅俊「ラマ
ン分光による金属表面の研究」(1986/07)
《1987年度》触媒学会奨励賞 岩本正和「ゼオライトの特
性を生かした新しい触媒反応系の開発」
《1988年度》日本電子顕微鏡学会瀬藤賞 早川和延「スピ
ン偏極走査電子顕微鏡の開発ならびに磁性研究への応
用」
年報2015・個人編●
《1989年度》触媒学会功績賞 豊嶋勇「電子分光法による
触媒の研究および学会活動における貢献」
協会研究企画賞 小笠原正道「不斉合成手法による面不
斉メタロセン光学活性ポリマーの合成」
《1990年度》日本化学会化学技術有功賞 清野和夫・中田
利夫「触媒研究に関連したガラス装置の開発改良への貢
献」
《2004年度》日本化学会第22回学術賞 大澤雅俊「表面増
強赤外分光法の確立と電極表面反応ダイナミクスへの
展開」(2004/03/27)・日本化学会北海道支部第2回奨励
賞 Shen YE「固液界面の原子・分子レベルでの構造解析
と機能制御」(2005/02)・日本表面科学会第13回奨励
賞 山方啓「時間分解赤外分光法を用いた二酸化チタン
光触媒反応中間体の観察」(2004/11/07)
《1991年度》新技術開発財団市村学術賞 岩本正和「窒素
酸化物の新しい接触除去法の開発」・日本アイ・ビー・
エム日本IBM科学賞 林民生「高立体選択性不斉触媒のデ
ザイン」
・日本化学会進歩賞 水野哲孝「構造の規定され
た複合金属酸化物の触媒特性解明とその応用」・電気化
学協会学会賞・武井賞 延與三知夫「混合律速系に於け
る速度解析の一般化と過渡現象」
《1992年度》触媒学会奨励賞 小澤文幸「パラジウム錯体
の化学に立脚した新触媒反応の開発」
《1993年度》有機合成化学協会奨励賞 高橋保「ジルコノ
セン-アルケン錯体を用いた選択的反応の開発」・英国
王立機械学会クロンプトランチェスターメダル(英国機
械学会自動車部会論文賞) 岩本正和・水野哲孝
「NOx Emission Control in Oxygen-rich Exhaust through
Selective Catalytic Reduction by Hydrocarbon(多量に酸素
を含む排ガス中での炭化水素による窒素酸化物の選択
還元)」・有機合成化学協会研究企画賞 魚住泰広「新規
光学活性単座配位子MOPの設計・合成および触媒的不斉
合成反応への応用」
・触媒学会功績賞 延與三知夫「電極
触媒反応の基礎的研究および学会活動における貢献」
《1994年度》日本化学会学術賞 岩本正和「炭化水素によ
る窒素酸化物の選択的接触還元法の開発」・触媒学会奨
励賞 福岡淳「異種金属クラスター担持触媒の構造と反
応特性に関する研究」(1994/04)
《1995年度》山下太郎顕彰育成会学術研究奨励賞 福岡淳
「金属クラスターの触媒作用に関する研究」(1995/05)
《1997年度》触媒学会特別功績賞 東市郎「北海道大学触
媒化学研究センターの充実と円滑な運営及び発展的将
来計画の企画立案における貢献」
《1998年度》触媒学会触媒調製化学賞 岩本正和「金属イ
オンを担持したメソ多孔体の新規調整法」・日本化学会
学術賞 高橋保「前周期遷移金属を用いた炭素-炭素結
合活性化と新規合成手法の開発」
《1999年度》日本化学会化学技術賞 岩本正和「半導体式
二酸化炭素センサーの開発」・日本化学会化学技術有功
賞 𡈽生哲三「触媒化学研究のための精密ガラス器具の
開発および改良」
《2000年度》分析化学会北海道支部北海道分析化学賞 大
澤雅俊「表面増強赤外分光の基礎確立と微量分析ならび
に表面研究への応用」(2000/02)
《2001年度》電気化学会学術賞 大澤雅俊「振動分光によ
る電極反応ダイナミクスの展開」
(2001/04/02)
・電気化
学会進歩賞・佐野賞 鳥本司「半導体粒子の機能化と光
電気化学特性制御」
(2001/03)
・日本化学会学術賞 辻康
之「14族元素化合物の新規遷移金属錯体触媒反応の開
発」
《2002年度》有機合成化学協会2002年度研究企画賞(大正
製薬) 徳永信「水を反応剤として利用する実用合成反
応の開発」
・北海道科学技術賞 市川勝「メタンの直接改
質法によるクリーン水素等の製造技術開発」
《2005年度》電気化学会平成17年度学術賞 大谷文章「光
触媒反応機構の解明とそれにもとづく高活性光触媒・高
効率反応系の開発」
(2005/04/02)
・日本化学会北海道支
部平成17年度研究奨励賞 大洞康嗣「有機金属化合物の
特性を活かした分子触媒反応開発」
《2006年度》国際電気化学会(ISE)Prix Jacques Tacussel
賞 大澤雅俊「Work on surface-enhanced infrared absorption
spectroscopy and its application to adsorption and reactions
on electrode surfaces」(2006/08/27)・有機合成化学協会
奨励賞 小笠原正道「遷移金属錯体触媒による置換アレ
ン類の立体選択的合成法の開発とその応用」・光化学協
会2006年度協会賞 大谷文章「光触媒反応の機構解明と
高効率光触媒反応系の開発」(2006/09/11)
《2007年度》日本化学会第57回進歩賞 阿部竜「可視光水
分解のための新規光触媒反応系の開発に関する研究」
(2008/03)・日本化学会第57回進歩賞 鈴木秀士「元素
分 析 走 査 プ ロ ー ブ 顕 微 鏡 の 開 発 」・ International
Conference on Electrified Interfaces 2007 Chairman's
Poster Award 原賢二「Modification of Gold Surface with
Alkanethiolate Self-Assembled Monolayer Bearing Strongly
Metal-Coordinating Functionality」
・日本化学会北海道支部
平成19年度奨励賞 定金正洋「ナノスケール新規結晶性
金属酸化物設計法の開発」
《2008年度》日本分析化学会北海道支部北海道分析化学
賞 Shen YE「SFG分光を用いた表・界面の解析」
(2009/02)
《2009年度》触媒学会学会賞 上田渉「複合酸化物触媒の
構造と接触酸化反応に関する研究」・日本化学会学術
賞 佃達哉「金クラスターの精密合成とサイズ特異的機
能」
・日本化学会北海道支部奨励賞 山方啓「赤外分光法
を用いた表面反応機構の解明」
(2010/01/27)
・日本分光
学会奨励賞 山方啓「時間分解赤外分光法を用いた触媒
表面反応ダイナミクス」
(2009/11/16)
・電気化学会光電
気化学研究懇談会第6回Honda-Fujishima Prize 天野史
章「タングステン酸ビスマス粒子の階層構造制御と光触
媒特性評価」
(2010/03/30)
・日本化学会北海道支部奨励
賞 菅野研一郎「4族メタロセン錯体を用いた直鎖状π共
役化合物の革新的合成法の開発」・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(Visiting Lecturer
of the Chemistry Research Promotion Center, Taiwan)
福岡淳(2009/11)
《2010年度》日本分析化学会学会賞 大澤雅俊「表面増強
赤外分光の基礎開発と表面分析への応用展開」
(2010/09/16)
《2011年度》Physical & Analytical Electrochemistry
Division, The Electrochemical SocietyDavid C.
Grahame Award 大澤雅俊「For significant contributions in
the field of physical electrochemistry」(2011/05/03)
《2003年度》有機合成化学協会奨励賞 徳永信「水を反応
剤として利用する実用合成反応の開発」・有機合成化学
●年報2015・個人編
109
《2012年度》石油学会学会賞 上田渉「構造ユニットの高
次制御による酸化反応用複合酸化物触媒の開発」
(2012/05)・日本トライボロジー学会平成24年度論文
賞 Shen YE 「Analyses of the Adsorption Structures of
Friction
Modifiers
by
Means
of
Quantitative
Structure-Property Relationship Method and Sum Frequency
Generation Spectroscopy」
(2012/05)
・電気化学会学会賞・
武井賞 大澤雅俊「電極界面の構造と反応の物理化学的
研究」(2013/03)
《2013年度》日本化学会北海道支部奨励賞 中山哲「量子
シミュレーションによる原子核・電子の複合系ダイナミ
クス」(2014/01/29)・日本化学会北海道支部奨励賞 髙
草木達「単結晶表面上に構築した金属ナノ構造体の高分
解能計測と表面化学プロセスの原子レベル観察」
(2014/01/29)
・触媒学会学会賞(学術部門) 大谷文章
「不均一系光触媒の反応機構解明と設計」
( 2014/03/26 )・ 北 海 道 大 学 研 究 総 長 賞 清 水 研 一
(2014/03/04)
・触媒学会教育賞 服部英「触媒化学に関
する参考書の発刊による教育活動への貢献」
(2014/03/26)
《2014年度》日本表面科学会第19回学会賞 朝倉清髙「最
先端X線吸収分光手法の開発と触媒ナノ物質の学理の探
求」(2015/02/20)・北海道大学研究総長賞奨励賞 髙草
木達(2015/03/11)・原子力学会平成26年度フェロー
賞 城 戸 大 貴 ( 朝 倉 研 究 室 学 部 生 )( 2015/03/04 )・
International Society of Electrochemistry Brian
Conway Prize for Physical Electrochemistry 大澤雅
俊 ( 2014/09/03 ) ・ International Society of
Electrochemistry Fellow 大澤雅俊(2014/09/03)
・Royal
Society of Chemistry The Faraday Medal 大 澤 雅 俊
(2014/09/08)・さっぽろMICEリーダーズサミット札幌
市国際会議主催者功労表彰 高橋保(2015/03/06)
・触媒
学会学会賞(学術部門) 福岡淳「固体触媒によるセルロ
ース分解の研究」
(2015/03/24)
・北海道大学研究総長賞
優秀賞 福岡淳(2015/03/11)
・北海道大学研究総長賞奨
励賞 原賢二(2015/03/11)
・北海道大学研究総長賞奨励
賞 小林広和(2015/03/11)
・北海道大学研究総長賞奨励
賞 清水研一(2015/03/11)
・北海道大学教育研究支援業
務総長表彰奨励賞 向井慎吾(2015/03/11)
化学II[2]朝倉清髙*
自然科学実験(化学)
[2]
(神谷裕一*)/小林広和/中谷直
輝/他
■学士課程・理学部
触媒化学[2]福岡淳*/中野環/長谷川淳也
■学士課程・工学部
テクニカルイングリッシュII[1](小崎完*)/有賀寛子/
他
■学士課程・工学部,工学院
工業英語演習[1](小崎完*)/有賀寛子/他
表面工学[2]朝倉清髙*
物理化学[2]髙草木達*
■学士課程・薬学部
無機化学[1]高橋保*/小笠原正道
有機反応論[2]高橋保*/小笠原正道
有機化学実習I[1]
(福田隼*)/小笠原正道/(SHRESTHA
AJAYA RAM)
有機化学実習II[1](佐藤浩輔*)/Zhiyi SONG/他
有機化学実習III[1](佐藤浩輔*)/Zhiyi SONG/他
■修士課程・環境科学院
環境物質科学基礎論I[2]大谷文章*
環境物質科学基礎論II[2]Ewa KOWALSKA*
分子環境学特論I[2]大谷文章
環境触媒化学特論I[2]大谷文章*/Ewa KOWALSKA
環境触媒化学特論II[2]大澤雅俊*/Shen YE/本林健太
環境物質科学特別講義III[1](鳥本司*)/大谷文章
環境物質科学特別講義IV[1](鳥本司*)/大谷文章
光触媒化学特論[2]大谷文章*/Ewa KOWALSKA
表面機能科学特論[2]大澤雅俊*/Shen YE/本林健太
2015年度担当講義
環境物質科学特別講義II[2](鳥本司*)/大谷文章
担当教員で「*」は責任教員,
()は触媒化学研究センター
または触媒科学研究所以外の所属教員をあらわす.
[]内
は単位数.
■修士課程・生命科学院
■学士課程・全学教育
一般教育演習(フレッシュマンセミナー)
「クイズで学ぶ
化学と科学(論文指導)」[2]大谷文章*
一般教育演習(フレッシュマンセミナー)
「有機合成触媒
化学 体験コース(論文指導)」[2]高橋保*
環境と人間「環境と石油エネルギー」[1](神谷裕一*)/
小林広和/他
環境と人間「触媒化学のフロンティア」
[1]高橋保*/大谷
文章/朝倉清髙/髙草木達/大澤雅俊/Shen YE/小笠原正
道/長谷川淳也/中山哲/中野環/福岡淳/小山靖人/Ewa
KOWALSKA/清水研一
化学I[2]朝倉清髙*
110
有機金属反応特論[2](佐藤美洋*)/高橋保/小笠原正道
■修士課程・工学部,工学院
表面ナノ科学特論[2]朝倉清髙*/髙草木達
Surface Nano Science(表面ナノ科学E)[2]朝倉清髙*/
髙草木達
■修士課程・総合化学院
実践的計算化学[2](武次徹也*)/長谷川淳也/他
分子化学(集合機能化学)[1]中野環*/小山靖人
分子化学(物質変換化学)[1]福岡淳*/長谷川淳也/中島
清隆
分子化学 A(分子理論化学)[2](武次徹也*)/長谷川淳
也/中山哲/他
年報2015・個人編●
応用分子化学 A(触媒設計)[2]清水研一*
■課程・大学院理工系
化学産業実学[1]西田まゆみ*
2015年度学位審査
触媒化学研究センターまたは触媒科学研究所の教員が
審査にあたったもの.()は触媒化学研究センターまたは
触媒科学研究所以外の所属学生/大学院生/教員をあらわ
す.
触媒活性」主査:(八木一三)・副査:大谷文章/(加藤
優)/高島舞
(山本洋平)
「スズ-パラジウム修飾酸化チタン光触媒によ
る水中硝酸イオンの光還元分解」主査:
(神谷裕一)
・副
査:大谷文章/Shen YE/(野呂真一郎)
池田玲雄「ビスマス担持による酸化チタン光触媒の高活性
化と作用機構の解明」主査:大谷文章・副査:(神谷裕
一)/Ewa KOWALSKA/(中田耕)
魚谷明日香「キラル分子修飾白金担持光触媒によるピペコ
リン酸の立体選択的合成系の開発」主査:大谷文章・副
査:(中村貴義)/(川口俊一)/高島舞
■博士
小林健太「十面体形状酸化チタン光触媒粒子の調製と結晶
面選択的金属析出」主査:大谷文章・副査:大澤雅俊/
(野呂真一郎)/高瀬舞
大学院工学院
大学院総合化学院
村 田 尚 義 「 XAFS Studies on the Local Structure of
Battery-Driven Gas Sensor」主査:朝倉清髙・副査:(渡
辺精一)/(大沼正人)/髙草木達
大保政貴「四級アンモニウム触媒によるCO2固定:ポテン
シャル面と自由エネルギー面に基づく理論的研究」主
査:長谷川淳也・副査:(伊藤肇)/(武次徹也)/中山
哲
Qiu Chuntian 「 Synthesis of crystalline Mo-V(-W-Cu)-O
complex oxides and their application to selective oxidation of
acrolein to acrylic acid」主査:
(向井紳)・副査:福岡淳/
(下川部雅英)/(上田渉)
石川理史「Synthesis of Microporous Crystalline Mo3VOx
Catalysts and Their Structure-Activity Relationship in
Selective Oxidations」主査:(増田隆夫)・副査:(日夏幸
雄)/(下川部雅英)/(佐藤敏文)/(安住和久)/(上
田渉)
Chandan Subhash CHAUDHARI「Heterogeneous Pt Catalysts
for Direct Synthesis of Chemicals by Borrowing Hydrogen
and Acceptorless Dehydrogenation Methodology.」主査:
(増
田隆夫)・副査:
(荒井正彦)/小山靖人
ALI MD AYUB「Direct Synthesis of Amides and Imides by
using Heterogeneous Lewis Acid Catalysts」主査:(増田隆
夫)・副査:(荒井正彦)/小山靖人
鉄地河原浩太「固体触媒による海洋バイオマスの変換反
応」主査:福岡淳・副査:(佐田和己)/(向井紳)/中
島清隆
阿部常充「配位性πスタック型高分子の合成と性質」主
査:中野環・副査:(鈴木孝紀)/(大熊毅)/(佐田和
己)
真鍋悟志「ポリフルオレンエチニレン誘導体と添加分子と
の相互作用に関する研究」主査:中野環・副査:(石森
浩一郎)/(長谷川靖哉)/(鈴木孝紀)
三村賢人「コール酸包摂結晶中での芳香族分子のキラル配
列に関する研究」主査:中野環・副査:
(澤村正也)/(伊
藤肇)/(佐田和己)
星善造「主鎖共型ポリ(p-フェニレン)誘導体の構造および
物性に関する研究」主査:中野環・副査:
(佐田和己)/
(長谷川靖哉)/(鈴木孝紀)
大学院総合化学院
Yue WANG 「 Regulation of Polymer Conformation Using
Light」主査:(鈴木孝紀)・副査:中野環/(伊藤肇)/
小山靖人
Weixi YANG 「 Synthesis of π-Stacked, Helical
Poly(1,10-phenanthroline-5,6-diyl)s」主査:(鈴木孝紀)・
副査:中野環/(大熊毅)/小山靖人
■学士
工学部
岩田洋二郎「光電子顕微鏡によるオペランド表面反応観察
への試み」主査:朝倉清髙
鈴木遼太郎「機能性分子を用いた酸化物上でのCuダイマー
の調製とXAFSによる構造解析」主査:朝倉清髙
■修士
理学部
大学院環境科学院
原田伊織「物性値に拘束条件を課した構造最適化手法の開
発」主査:長谷川淳也
Yu QIAO「非水電解質溶液における酸素の電気化学的還元
反応に関する研究」主査:Shen YE・副査:大澤雅俊/(田
中俊逸)/(Ewa Kowalska)
内田権一「リチウム塩添加によるイオン液体[BMIM][FAS]
の還元安定性の向上:表面増強赤外分光を用いたメカニ
ズム解析」主査:大澤雅俊・副査:
(八木一三)/Shen YE/
(加藤優)
( エ ル ナ ガ ル ・ ア ス マ ー =モ ハ メ ド ・ バダ ウ ィ )「 A
Synthetic Glycoconjugates Approach on LPS O-anyigen of
Pandoraea Pulmonicola(Pandoraea Pulmonicola由来のLPS
O-抗原糖鎖合成)」主査:
(坂入信夫)
・副査:
(松田冬彦)
/Ewa KOWALSKA/(梅澤大樹)
(武藤毬佳)「グラフェンに組み込んだ多核銅錯体の電極
●年報2015・個人編
小笠原渉「担持ロジウム触媒によるメタンの部分酸化反
応」主査:福岡淳
中原真希「シリカ担持金属触媒によるメチルメルカプタ
ン,アンモニアの除去」主査:福岡淳
木村彰宏「触媒反応のための高分子配位子の合成と性質」
主査:中野環
薬学部
中田啓貴「チタナシクロペンテンの新しい合成法と反応」
主査:高橋保
石本寛人「閉環メタセシス反応による面不斉ハーフサンド
イッチ型マンガン錯体の触媒的不斉合成」主査:小笠原
正道
111
2015年度委員・講師など
《創成研究機構》グローバルファシリティセンター会議委
員 大谷文章[2016/01/01~2017/04/30]
■センター各種委員会
《総合博物館》運営委員会
2017/03/31]
部門教授会 大澤雅俊[~2015/09/30]・大谷文章[~
2015/09/30]
・清水研一[2015/04/01~2015/09/30]
・高橋
保[~2015/09/30]
・福岡淳[~2015/09/30]
・中野環[~
2015/09/30]
・長谷川淳也[~2015/09/30]
・西田まゆみ[~
2015/09/30]
《地球環境科学研究院》人事委員会
[2015/04/01~2016/03/31]
部門教授会 議長
《理学研究院》極低温液化センター運営委員会
[2015/04/01~2016/03/31]
朝倉清髙[~2015/09/30]
■研究所各種委員会
教 授 会 長 谷 川 淳 也 [ 2015/10/01 ~ ]・ 大 澤 雅 俊
[2015/10/01~2016/03/31]
・福岡淳[2015/10/01~]
・清
水研一[2015/10/01~]
・大谷文章[2015/10/01~]
・高橋
保[2015/10/01~]
・中野環[2015/10/01~]
・西田まゆみ
[2015/10/01~]
教授会 議長 朝倉清髙[2015/10/01~]
■関連部局等各種委員会
《アイソトープ総合センター》運営委員会
[2014/04/01~2016/03/31]
中野環
《サステナブルキャンパス推進本部》環境負荷低減推進員
長谷川淳也[2015/04/01~2017/03/31]
《環境保全センター》化学物質管理システム更新検討ワー
キンググループ 小笠原正道[2009/10/01~2016/03/31]
《環境保全センター》化学物質管理体制検討ワーキンググ
ループ 小笠原正道[2012/12/01~2016/03/31]
高 橋 保 [ 2015/04/01 ~
《保健管理センター》運営委員会
~2016/03/31]
大谷文章
小山靖人[2015/04/01
中島清隆
《理学研究院》元素戦略教育研究センター運営委員会 福
岡淳[2014/04/01~2016/03/31]・清水研一[2014/04/01
~2016/03/31]
《理学研究院》高分解能核磁気共鳴装置研究室運営委員会
小山靖人[2015/07/01~2016/03/31]
《理学研究院》地球惑星固体物質解析システム研究室運営
委員会 朝倉清髙[2015/08/16~2017/08/15]
《量子集積エレクトロニクス研究センター》運営委員会
朝倉清髙[2015/04/01~2017/03/31]
■公的機関等の委員
(大)東京工業大学 博士論文公聴会副査
[2016/01/05]
小山靖人
(大)東京工業大学 博士論文最終試験審査員
[2016/02/08]
小山靖人
MCRO(分子不斉研究機構) 理事
2017/03/31]
中野環[2015/04/01~
《工学研究院》ナノ・マイクロマテリアル分析研究室運営
委員会 清水研一[2015/04/01~2018/03/31]
(財)公益財団法人高輝度光科学研究センター Spring-8
利用研究課題審査委員会分科会レフェリー 朝倉清髙
[2015/06/17~2017/03/31]
《工学研究院》フロンティア化学教育研究センター運営委
員会 福岡淳[2015/04/01~2016/03/31]
(財)総合工学振興財団 理事
2016/03/31]
《工学研究院》核磁気共鳴装置研究室運営委員会 福岡淳
[2001/04/01~]
(社)高分子学会 第64回高分子学会年次大会運営委員
中野環[2014/08/01~2015/05/29]
《工学研究院》光電子分光分析研究室運営委員会 髙草木
達[2014/04/01~2017/03/31]
(社)触媒学会 会誌編集委員会委員
[2015/05/15~2016/05/14]
《工学研究院》高エネルギー超強力X線回析室運営委員会
有賀寛子[2015/04/01~2016/03/31]
(社)触媒学会 企画・教育委員会委員 朝倉清髙
[2014/05/17~2015/05/09]・長谷川淳也[2015/05/15~
2016/05/14]
《工学研究院》超高圧電子顕微鏡研究室運営委員会 朝倉
清髙[2014/04/01~2016/03/31]
《高等教育推進機構》北海道大学大学院物質科学フロンテ
ィアを開拓するAmbitiousリーダー育成プログラム運営委
員会委員 朝倉清髙[2014/04/01~2016/03/31]
《国際本部》部局国際担当教員
福岡淳[2014/04/01~]
《情報基盤センター》共同利用・共同研究委員会システム
利用専門委員会 中山哲[2015/06/26~2017/03/31]
《図書館》委員会
西田まゆみ[2014/04/01~2016/03/31]
高橋保[2014/04/01~
(社)触媒学会 広報委員会委員
~2016/05/14]
(社)触媒学会 広報会委員
2016/05/14]
小林広和
小林広和[2015/05/15
中 山 哲 [ 2015/05/15 ~
(社)触媒学会 国際交流委員会委員
~2015/05/09]
福岡淳[2014/05/17
( 社 ) 触 媒 学 会 代 議 員 朝 倉 清 髙 [ 2015/03/01 ~
2016/02/29]
・長谷川淳也[2016/03/01~2017/02/28]
《創成研究機構》共用機器管理センター委託分析部門運営
小委員会 高橋保[2015/06/01~2017/05/31]
(社)触媒学会 討論会委員会委員
~2016/05/14]
《創成研究機構》共用機器管理センター共用機器部門運営
小委員会 大谷文章[2015/06/01~2017/05/31]
(社)触媒学会 北海道支部幹事 長谷川淳也[2015/05/15
~2016/05/14]
・福岡淳[2014/05/10~2015/05/09]
・清水
研一[2015/05/15~2016/05/14]
(社)石油学会 平成27年度表彰選考委員 福岡淳
[2015/11/13~2016/01/31]
(社)日本化学会 平成27年度速報誌編集委員 長谷川淳
《創成研究機構》研究部戦略重点プロジェクト研究部門産
業利用拡大支援室事業評価委員会委員 朝倉清髙
[2015/04/01~2017/03/31]
112
中山哲[2015/05/15
年報2015・個人編●
也[2015/01/05~2015/12/31]
(社)日本化学会 平成27年度学術賞・進歩賞選考委員
会委員 福岡淳[2015/11/24~2015/11/25]
(社)日本化学学会北海道支部 幹事 西田まゆみ
[2015/03/01~2016/02/29]・西田まゆみ[2016/03/01~
2017/02/28]
(社)日本表面科学会 理事
2017/05/31]
(大)京都大学大学院工学研究科 非常勤講師
[2015/11/01~2016/03/31]
朝倉清髙[2015/05/23~
(大)高エネルギー加速器研究機構 ERL計画推進委員
会委員 朝倉清髙[2014/05/17~2016/03/31]
(大)高エネルギー加速器研究機構 フォトンファクトリ
ー将来検討委員 朝倉清髙[2015/07/01~2016/03/31]
(特非)量子化学研究協会 理事
~2016/05/31]
長谷川淳也[2014/06/01
(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構 NEDO技術委
員 福岡淳[2014/08/01~2016/03/31]
(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構 エネルギー・
環境新技術先導プログラム/先導研究案件検討委員会委
員 福岡淳[2014/11/06~2016/03/31]
(独)日本学術振興会 科学研究費委員会専門委員 朝倉
清髙[2014/12/01~2015/11/30]
・長谷川淳也[2015/01/01
~2015/12/31]
(独)日本学術振興会 特別研究員等審査会専門委員及び
国際事業委員会書面審査員・書面評価員 小山靖人
[2015/08/01~2015/07/31]
計算物質科学イニシアティブ 次世代スーパーコンピュー
タ戦略プログラム 分野2 計算物質科学イニシアティブ
戦略課題小委員会(第4部会)委員 長谷川淳也
[2015/04/01~2016/03/31]
北海道教育委員会 北海道スーパーサイエンスハイスクー
ル 運 営 指 導 委 員 会 委 員 大 谷 文 章 [ 2014/05/19 ~
2018/03/31]
万有札幌シンポジウム組織委員会 座長 高橋保
[2015/07/04]
■全学委員会等
教育研究評議会
教務委員会
朝倉清髙[2014/04/01~2016/03/31]
朝倉清髙[2014/04/01~2016/03/31]
産学連携本部知的財産審査会委員
~2016/04/30]
中野環[2012/05/01
情報公開・個人情報保護審査委員会
[2014/04/01~2016/03/31]
長谷川淳也
(大)名古屋大学 講演講師
小笠原正道
中谷直輝[2015/10/29]
(独)科学技術振興機構 領域アドバイザー
[2015/04/01~2017/03/31]
(独)科学技術振興機構 領域運営アドバイザー
み[2014/05/01~2016/03/31]
福岡淳
西田まゆ
Kagashin Gloval Network Pvt Ltd 技術アドバイザー 西
田まゆみ[2015/04/01~2016/03/31]
WILEY( ア メ リ カ ) 執 筆 者
2015/10/14]
高 橋 保 [ 2015/10/12 ~
(学)近畿大学大学院総合理工学研究科 講演講師
環[2015/08/25]
(学)清風南海学園 講演会講師
(学)明治大学 特別講義講師
中野
高橋保[2015/07/11]
大谷文章[2015/12/02]
(株)キャタラー 技術アドバイザー
[2015/05/01~2016/03/31]
(株)株式会社ADEKA 技術指導者
~2016/03/31]
清水研一
高橋保[2015/04/30
(株)講談社サイエンティフィク 編者
[2016/03/23~2016/10/01]
朝倉清髙
(株)三菱化学 科学技術研究センター 講演講師
[2015/09/09]
(財)日本分析化学会 講演講師
中野環
大澤雅俊[2015/12/10]
(社)触媒学会 国際交流委員会委員
~2016/05/14]
福岡淳[2015/05/15
( 社 ) 触 媒 学 会 代 議 員 福 岡 淳 [ 2015/03/01 ~
2016/02/29]・大谷文章[2015/03/01~2016/02/29]
(社)新化学技術推進協会 講演者
[2015/05/15]
(社)精密工学会 講演講師
長谷川淳也
中山哲[2016/01/15]
(社)石油学会 講演講師 小林広和[2015/11/05]
・清水
研一[2015/12/04~2015/12/10]
(社)北海道中小企業家同友会 講演講師
[2015/04/08]
朝倉清髙
全学運用教員審査会
2016/03/31]
朝 倉 清 髙 [ 2015/04/01 ~
(社)名古屋産業科学研究所 非常勤所員
[2013/04/01~2017/03/31]
全学教育科目責任者
2017/03/31]
髙 草 木 達 [ 2015/04/01 ~
(大)九州大学 カーボンニュートラル・エネルギー国際
研究所 講演講師 清水研一[2015/02/04]
総長補佐
福岡淳[2015/04/01~2017/03/31]
男女共同参画委員会
2016/03/31]
男女共同参画推進員
2016/03/31]
部局長等連絡会議
朝 倉 清 髙 [ 2014/04/01 ~
西 田 ま ゆ み [ 2014/04/01 ~
朝倉清髙[2014/04/01~2016/03/31]
利益相反審査委員会委員
2017/01/11]
西田まゆみ[2015/01/12~
●年報2015・個人編
小笠原正道[2015/04/06~
(大)首都大学東京 非常勤講師
~2016/02/29]
長谷川淳也[2015/02/01
(大)千葉大学大学院理学研究科 非常勤講師
[2015/04/08~2016/03/25]
(大)琉球大学理学部 講演会講師
[2015/05/08]
西田まゆみ
朝倉清髙
小笠原正道
(独)科学技術振興機構 アドバイザー
[2014/06/05~2016/03/31]
■非常勤講師・研究員等
(株)ウェストコーナー 最高顧問
[2015/04/01~2016/03/31]
(大)熊本大学 非常勤講師
2016/03/31]
中野環
中野環
(独)科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業(さき
がけ)個人研究者 中島清隆[2015/04/01~2016/03/31]
(独)日本学術振興会 講演者
朝倉清髙[2015/07/23]
113
ケミカルソフト(株) 技術顧問
~2016/03/31]
西田まゆみ[2015/04/01
ブルカー・オプティクス株式会社 セミナー講師
俊[2015/05/29~2015/06/03]
光科学協会 理事
大谷文章[2016/01/01~2017/12/31]
香港科技大学 講演講師
国立研究開発法人
一[2015/07/08]
大澤雅
中谷直輝[2015/12/11]
科学技術振興機構 講演講師
清水研
挑戦的萌芽研究: 准教授 小笠原正道「不斉リン原子を
有するホスフィン類の触媒的不斉合成」・教授 朝倉清
髙「多原子X線共鳴ラマンの実証」
・教授 大谷文章「光
触媒の電子トラップ密度のエネルギー分解測定法の開
発と活性支配因子の解明」
■科学研究費助成事業(一部基金)
国立研究開発法人科学技術振興機構 国際科学技術共同研
究推進事業(戦略的国際共同研究プログラム)アドバイザ
ー 福岡淳[2015/12/08~2017/03/31]
若手研究(A)
: 准教授 小山靖人「空間結合の特性を利
用するメカノクロミックエラストマーの創成」・助教
小林広和「固体触媒による含窒素バイオマスリファイ
ナリー」
札 幌 市 教 育 委 員 会 札 幌 開 成 高 校 SSH 講 師
[2015/11/14]
■科学研究費助成事業(補助金)
触媒学会東日本支部 講演会講師
綜研化学(株) 社外監査役
2017/06/28]
福岡淳
福岡淳[2016/01/12]
西田まゆみ[2015/06/24~
第31回ゼオライト研究発表会実行委員会 特別講演講師
福岡淳[2015/11/26]
中国科学院上海有機化学研究所 客員教授
[2014/05/01~2015/04/30]
中国人民大学 客員教授
2016/03/31]
高橋保
西 田 ま ゆ み [ 2015/04/01 ~
日本学術会議 連携会員
2017/09/30]
高 橋 保 [ 2011/10/03 ~
若手研究(A)
: 准教授 中島清隆「水中機能固体触媒を
用いた植物由来炭化水素からのワンポット乳酸合成反
応の構築」
■科学研究費助成事業(基金)
若手研究(B)
: 助教 本林健太「反応場としてのイオン
液体―電極界面の構造とダイナミクスの直接観測」
・助
教 有賀寛子「表面合金ナノ粒子の精密調製と触媒特性
に関する研究」・助教 中谷直輝「遷移金属元素の内殻
励起・内殻イオン化スペクトルの精密計算解析」
■科学研究費助成事業(補助金)
外部資金など
特別研究員奨励費: 学振PD 藪下瑞帆「炭素触媒を用い
た非可食バイオマスの変換反応」
■科学研究費助成事業(補助金)
新学術領域研究(研究領域提案型)
: 准教授 髙草木達「規
整ナノ反応場の構築と新しい触媒機能の創出」・教授
長谷川淳也「生体触媒反応場の精密制御に資する理論
計算手法の開発と応用」・准教授 小笠原正道「新規不
斉場を有する不斉有機分子触媒ライブラリーの構
築」・助教 有賀寛子「μSR法を用いた金属酸化物の光
触媒特性の解明」・准教授 中山哲「単一分子接合の形
成過程と構造熱揺らぎに関する第一原理シミュレーシ
ョン」・准教授 小山靖人「らせんの不斉内孔を利用し
た光 学活性元素ブロック材料の創製」
基盤研究(A)
: 教授 大谷文章「真性ドープ型可視光応
答性酸化チタン光触媒の設計と開発」
■科学研究費助成事業(一部基金)
基盤研究(B)
: 教授 清水研一「サステナブル炭素資源
からの化学品合成に有効な卑金属ナノクラスター触媒
の開発」
■科学研究費助成事業(補助金)
基盤研究(B)
: 准教授 小笠原正道「立体選択的有機合
成手法による遷移金属錯体の不斉合成法の開発とその
応用」
■科学研究費助成事業(基金)
■助成事業
KEK大学等連携支援事業: 教授 朝倉清髙「加速器による
物質科学・生命科学・医学の教育・研究拠点形成事業」
■受託研究
JST委託研究: 教授 清水研一「反応機構解析技術開発」
・
教授 福岡淳「新規高性能触媒の開発と流通式反応の適
用およびリグニンの回収・利用」
・教授 長谷川淳也「理
論化学計算による反応機構解明と触媒設計指針の確
立」・教授 長谷川淳也「相対論的電子論に基づく生体
光機能設計」・教授 長谷川淳也「計算化学と迅速評価
法によるメタン活性化触媒物質インフォマティクス構
築」
・准教授 Shen YE「リチウム空気二次電池の電極溶
液界面構造と電極機能との関係解明」・准教授 中島清
隆「固体ルイス酸による高効率バイオマス変換:植物
由来の炭化水素の必須化学資源化」・准教授 中島清隆
「構造集積化普遍元素触媒の合成化学,バイオマス反
応化学(ワークパッケージ1)」
・准教授 中島清隆「糖
類または油脂由来モノカルボン酸を原料とした有用ジ
カルボン酸類の環境低負荷合成」
NEDO委託研究: 教授 朝倉清髙「触媒・電解質・MEA
内部現象の高度に連星した解析,セル評価」・教授 清
水研一「二酸化炭素を炭素源とするアミンのメチル化
に関する先導的検討」・特任教授 大澤雅俊「電解還元
によるCO2の革新的固定化研究開発」
基盤研究(C)
: 准教授 中山哲「不均一系触媒反応にお
ける熱揺らぎと溶媒効果の検討」
114
年報2015・個人編●
■民間等との共同研究
教授 朝倉清髙(1件)・教授 福岡淳(4件)
・教授 大谷文
●年報2015・個人編
章(4件)
・教授 中野環(3件)
・特任教授 大澤雅俊(2
件)
・准教授 髙草木達(1件)
・准教授 Shen YE(2件)・
准教授 中島清隆(1件)
115
編集後記
editorial note and colophon
編集後記
書誌情報
昭和18年1月30日に設置された旧触媒研究所は46年間の
活動の後,平成元年5月29日に研究所が廃止され,全国共
同利用施設である触媒化学研究センターとして活動を開
始しました.当時の経緯については,金岡祐一先生が「北
海道大学触媒化学研究センター5年間の歩み(1994)」に述
べられているので,ここではその詳細を述べません.その
時から,触媒化学研究センターの職員は,再び研究所にな
ることを長いこと願ってきました.私が触媒化学研究セン
ター長を仰せつかっていた平成17年に,国内ではなく海外
で国際シンポジウムを主催し,日本の成果を世界にひろげ
るという情報発信型シンポジウムを発案し,新しい共同利
用拠点活動の形としてスタートさせました.こうした試み
は今までにない試みであるため,様々な苦労や困難を乗り
越える必要がありましたが,現在も続いています.最初に
取り上げたテーマは日本のお家芸である「クロスカップリ
ング触媒」でした.この情報発信型シンポジウムで毎回お
呼びした鈴木章先生,根岸英一先生が平成22年にノーベル
化学賞を取られたことは記憶に新しいと思います.このノ
ーベル化学賞受賞が契機となり,触媒化学の重要性が社会
で広く認識され,情報発信型シンポジウムという新しい共
同利用活動が評価され,文部科学省,北海道大学および関
係者のご尽力で,触媒化学研究センターの職員3人の増員
が認められました.そして,今回の触媒科学研究所への昇
格へとつながりました.多くの職員の長い間の夢を実現さ
せることにすこしではありますが貢献できて大変幸せに
思っています.
今後も触媒科学研究所の職員は,全国の研究者から触媒
科学の拠点が札幌にあると強く認識していただけるよう
に,研究と教育にさらに邁進していく所存であります.今
回ここにまとめた平成27年度の年報は,再び研究所にな
り,過去を繰り返すことのないようにという職員一同の強
い意志をこめたものとご理解していただき,これまで以上
の皆さまからの叱咤激励をいただれば幸いと存じます.ま
た本年報をまとめるにあたり,第一常置委員の方々に感謝
するとともに,特に実際の編集業務をご担当いただいた坂
井富美子特定専門職員にお礼を申し上げます.
「年報2015」
北海道大学触媒科学研究所年報2015
(2016年9月
116
ISSN:0915-8170
発行日:2016年10月発行
編集:北海道大学触媒科学研究所第一常置委員会(図書出
版関係)・北海道大学北キャンパス合同事務部
編集責任者:高橋保(触媒科学研究所教授/2016年度触媒
科学研究所第一常置委員会委員長)
発行者:北海道大学触媒科学研究所
( 001-0021 札 幌 市 北 区 北 21 条 西 10 丁 目 / 電 話 :
011-706-9302/ファクシミリ:011-706-9110/電子メール:
[email protected] ) Institute for Catalysis,
Hokkaido University, Sapporo 001-0021, Japan
印刷:楡印刷株式会社(060-0808 札幌市北区北8条西1丁
目1/電話:011-747-2513)
高橋保)
年報2015・編集後記/書誌情報●