年報2 020 ■ 北海道大学触媒科学研究所

年報2020北海道大学触媒科学研究所

Institute for Catalysis, Hokkaido University

Annual Report 2020

年報2020
北海道大学触媒科学研究所

Institute for Catalysis, Hokkaido University

Annual Report 2020

International Joint Symposium On-Line 情報発信型シンポジウム・オンライン: Cutting Edge of Surface
Science for Atomic Scale Approach to Catalyst（北海道大学触媒科学研究所オンライン/2020年11月5日）

A

B

International Joint Symposium On-Line 情報発信型シン ポ ジ ウ ム ・ オ ン ラ イ ン : Challenge to Develop
Innovative Photocatalyst（北海道大学触媒科学研究所
オンライン/2021年1月26日）
ICAT international symposium on electric field assisted
heterogeneous catalysis and alloy catalysis 情報発信型
国際シンポジウム・オンライン（北北海道大学触媒科学研究所オンライン/2021年3月5日）

C

第 4 回統 合物質機構国際シンポ ジウ ム
Multidimensional
control
overmaterial
structure and function（北海道大学触媒科学研究所/オンライン2021年3月15日）

D

E

F

G

H

巻頭言
preface「北海道大学触媒科学研究所年報2020」の刊行にあたって「年報2020」の刊行にあたり，ご挨拶申し上げます．本研究所の設立は，昭和18年（1943年）の触媒研究所の設立に遡り，平成元年（1989年）に触媒化学研究センターとして，さらに平成27年（2015年）に今日の触媒科学研究所として改組されました．革新的触媒の開発と学理追究を担う
基礎研究系8部門，研究成果の実用化および産業界ニーズの技術シーズ化を担う開発系1部門が基盤的研究開発を推進しています．昨年度は浦口大輔教授が着任し，分子触媒研究部門が新しいスタートを切りました．また，ターゲッ
ト研究部は7クラスターで構成され，リーダーである准教授が主体的に国内外の研究者を交えて運営し，特定の重要研究課題の解決を目指した研究を行っています．附属の研究施設である附属触媒連携研究センターには，ユニットと呼ばれる7つの組織があり，たえず変化する社会的要請に対応するために，柔軟かつ戦略的に外部との連携を組織化しています．最先端の研究を支える研究支援技術部は，ガラス加工，金属加工，試料測定などで研究を技術的にサポートします．また，国外の触媒研究拠点とは研究・教育活動の連携パートナーとして，積極的に学術交流協定を締結しています．
本研究所は，平成22年（2010年）に文部科学省から共同
利用共同研究拠点として認定を受け，国内の触媒研究に従事する研究者の利用に供すべく拠点活動を行って参りました．触媒コミュニティーと共に設定した戦略的研究課題と研究者の独自の発想に基づく研究課題への公募を行い，共同研究を端緒とする新しい触媒科学の構築を目指しています．併せて，国内の優れた研究成果を海外に周知するための情報発信型シンポジウム，国内外の研究者への技術
指導や社会への貢献を目的とする触媒高度実践研修プロ
グラムを実施し，拠点としての役割を果たしています．
さらに，平成22年（2010年）よ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共に統合物質創製化学研究推進機構に参画しています．これら研究所間の共同研究を通して，化学・物理・生物にまたがる物質階
層と合成概念を統合する新学術基盤を創成し，同時に若手研究者の育成を図っています．
触媒科学研究所の研究活動は好調を保っています．第三期中期計画期間の平均では，教員一人当たりの論文数は4本以上を保っており，被引用数top10%論文の割合は20%を超えています．光触媒，バイオマス変換触媒，環境触媒を含む有機分子変換触媒，キャタリストインフォマティクス
に関する論文の被引用数は概して高い状況にあります．また，外部との共同研究による成果として出版された論文の中にも質の高い論文が多く，表面構造解析，理論計算によるチーム研究の成果が表れています．企業との関係においては，酸化物の不純物準位の測定，環境触媒，高分子機能性材料，バイオマス変換などにおいて積極的な共同研究が行われています．連携センター・産官学ユニットでは，キャタリストインフォマティクス研究の連携を推進してきま
したが，関連する研究チームがCRESTに採択され，努力が結実しました．
共同利用・共同研究拠点活動については，触媒研究コ
ミュニティーの代表である運営委員会からの意見聴取を行ない改善に努めて参りました．研究所独自に進めてきた
幾つかの共同研究活動を拠点活動に統合し，コミュニ
ティーにおける様々なニーズに対し，より柔軟に対応すべ
く制度を改めました．令和2年度においても，100件を超す
公募共同研究を採択し，教員一人当たり4件以上の共同研究を実施し，中間評価で指摘された量的指標の改善に成果をあげました．国際共同研究についても改善を進めており，公募共同研究の25%が国際共同研究になりました．昨
年度は海外の研究者との共同研究の成果によって質の高い論文を出版することができました．被引用top10%論文の約半数が海外の共同研究者との共著論文です．
附属触媒連携研究センターにおいては，「新放射光源触媒計測科学ユニット」を設置しました．東北大学では次世代放射光源の建設が進んでいます．この次世代放射光源は
1 nmradの超低エミッタンス，超高輝度リングに際立った特性があります．触媒のような不均一系のプロセスを直接計測し，新しい触媒イメージを生み出すツールとして期待され，2023年に完成を目指しています．本ユニットでは次世代放射光源の中核研究センターである東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターと協力し，触媒研究に必要な新技術の創造・実現に向けて，全国の触媒研究者と連携し，活動を進めることを計画しています．複雑系を扱う他分野への波及効果があり，触媒科学研究所が目指す異分野融合にも資すると期待されます．
令和2年の春先から顕著になり始めたCOVID-19の感染拡
大は，未だに研究所の活動にも大きな影響を与え続けています．国際共同研究を進める研究者の来日が実現しないな
ど，研究所として忍耐の時期が続いています．しかしながら，北大が企画するサマーインスティテュートにおいて，触媒研から「触媒原理と触媒デザイン」をオンデマンド開
講し，5名の外国人研究者を招へいした講義を開講しました．また，情報発信型シンポジウムについてもオンライン
開催し，表面科学，光触媒，固体触媒にテーマを絞って合計3回開催しました．毎回，十数か国から100名近い参加があり，国内における優れた研究成果を海外の研究者に周知するシンポジウムの目的を達成することができました．
本年度は，第3期中期計画期間の最終年度であります．
清水副所長，中野センター長をはじめ研究所構成員一丸となって，第4期に向けた研究所・拠点活動を整備に尽力す
る所存です．これまでにも増して，皆様からのご協力なら
びにご指導とご鞭撻を賜りますようお願い申し上げます．

触媒科学研究所長
長谷川淳也

1

目次
contents
巻頭言「北海道大学触媒科学研究所年報2020」の刊行にあたって ........................................ 1■沿革と記録沿革 .......................................... 24
2020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/附属触媒連携研究センター/研究支援技術部/所長室/北キャンパス合同事務部
管理運営 ...................................... 5
教授会/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/受託研究等受入れ審査委員会/
評価委員会/常置委員会/研究員・大学院生などの受入れ
財務 .......................................... 7
外部資金を含む各年度の予算（15年分）
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 /Catalysis
Principle and Catalyst Design/2020年北の国触媒塾/
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/学会等運営支援 ................. 12
図書/学術情報/学会等運営支援■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28年度～令和2年度文部科学省特別経費「統合物質創製化学研究推進機構」―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― ............. 20
講演会・研究会など ........................... 21
International Joint Symposium On-Line 情報発信型
シンポジウム・オンライン: Cutting Edge of Surface
Science for Atomic Scale Approach to Catalyst /International Joint Symposium On-Line 情報発信型
シンポジウム・オンライン: Challenge to Develop
Innovative Photocatalyst / ICAT International
Symposium on Electric Field Asisted Heterogeneous
Catalysis and Alloy Catalysis 情報発信型国際シンポジウム・オンライン /触媒科学研究所コロキウム2

触媒表面研究部門 .............................. 30
触媒理論研究部門 .............................. 34
物質変換研究部門 .............................. 38
触媒材料研究部門 .............................. 41
光触媒科学研究部門 ............................ 47
分子触媒研究部門 .............................. 53
高分子機能科学研究部門 ........................ 57■実用化推進系 ................................. 60■ターゲット研究部 ............................ 62
触媒研究基盤開発クラスター .................... 63
規整表面ナノ構造研究クラスター ................ 64
プラズモン光触媒反応研究クラスター ............ 67
酸塩基触媒研究クラスター ...................... 69
機能性合金触媒研究クラスター .................. 73
遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター ..... 75
ナノ界面反応場研究クラスター .................. 76■附属触媒連携研究センター ................... 78
光触媒知的財産活用ユニット/産学官連携触媒研究ユ
ニット/フリッツ・ハーバー研究所ユニット/統合物質
創製化学研究推進ユニット/電子トラップ研究コン
ソーシアム/北大触媒アライアンスユニット/新放射光源触媒計測科学ユニット■研究支援技術部 .............................. 81■その他の業績 ................................. 83

個人編■個人データ
個人データ .................................... 84
教職員の特許 .................................. 98
教職員の受賞 ................................. 102
2020年度担当講義 ............................. 104
2020年度学位審査 ............................. 105
2020年度委員・講師など ....................... 107
2020年度外部資金など ......................... 108

編集後記■編集後記 ..................................... 110■書誌情報 ..................................... 110

年報2020・研究所編●

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となって，"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 2020・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附属元素科学国際研究センター，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，新設された附属触媒連携研究センターである．附属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

3された附属触媒連携研究センターでは，いくつかの研究所のユニット（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へいを進める．また，研究所では14年にわたって海外派遣制度を実施してきた．このプログラムでは，大学院生・若手教員を世界に通用する後継者に育成すべく，海外のトップクラスの教員との共同研究を担当させて，世界規模の学術レベルへの向上および若手育成に貢献する．また，このような活動を通じて国際研究拠点の構築を行う．

■所長〈触媒科学研究所教授〉長谷川淳也■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■基礎研究系
触媒表面研究部門 〈教授〉朝倉清髙・〈准教授〉髙草木
達・〈助教〉三輪寛子・外国人研究員1名・大学院生11名・学部学生4名・研究生1名

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．

触媒理論研究部門 〈教授〉長谷川淳也・〈准教授〉飯田健二・〈助教〉Min GAO・外国人研究員1名・大学院生5名・学部学生1名

所長

分子触媒研究部門
基礎研究系
触媒表面研究部門
触媒理論研究部門
表面分子科学研究分門
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
触媒研究基盤開発研究クラスター
規整表面ナノ構造研究クラスター
プラズモン光触媒反応研究クラスター
酸塩基触媒研究クラスター
機能性合金触媒研究クラスター
遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター
ナノ界面反応場研究クラスター
附属触媒連携研究センター
光触媒知的財産活用ユニット
産学官連携触媒研究ユニット
フリッツ・ハーバー研究所ユニット
統合物質創製化学研究推進ユニット
電子トラップ研究コンソーシアム
北大触媒アライアンスユニット
新放射光源触媒計測科学ユニット
研究支援技術部
北キャンパス合同事務部

4

物質変換研究部門 〈教授〉福岡淳・〈准教授〉中島清隆・〈助教〉小林広和/Abhijit SHROTRI・大学院生9名・学部
学生1名
触媒材料研究部門 〈教授〉清水研一・〈准教授〉古川森也・〈特任講師〉前野禅・〈助教〉鳥屋尾隆・〈特任助教〉S. M. A. Hakim SIDDIKI・外国人研究員4名・大学院生23
名・学部学生2名・研究生2名
光触媒科学研究部門 〈教授〉大谷文章・〈准教授〉Ewa
KOWALSKA・〈助教〉高島舞・外国人研究員2名・大学
院生11名〈教授〉浦口大輔［2020/11/01～］

高分子機能科学研究部門 〈教授〉中野環・〈准教授〉Zhiyi
SONG・〈助教〉坂東正佳・外国人研究員3名・大学院生
6名・学部学生1名・研究生1名■実用化推進系
研究開発部門 〈教授〉西田まゆみ・〈事務補助員〉盛田澄子［2020/10/01～］■ターゲット研究部
触媒研究基盤開発研究クラスター＜拠点型＞ 〈リーダー/教授〉長谷川淳也・〈教授〉朝倉清髙/福岡淳/清水研一/大谷文章/浦口大輔［2020/11/01～］/中野環/西田まゆ
み規整表面ナノ構造研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/准教授〉髙草木達・〈教授〉清水研一・〈客員教員/慶應
義塾大学〉近藤寛・〈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/名古屋大学〉
山田泰之・〈学外研究協力教員/東京大学〉津田宏治/佃
達哉・〈学外研究協力教員/東京工科大学〉原賢二・〈学外研究協力教員/物質・材料研究機構〉魚崎浩平/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・〈学外研究協力教員/理化学研究所〉瀧川一学
プラズモン光触媒反応研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/准教授〉Ewa KOWALSKA・〈准教授〉髙草木達・〈客員教員/芝浦工業大学〉Izabela RZENZNICKA〈学外
研究協力教員/京都大学〉阿部竜・〈学外研究協力教員/The West Pomeranian University of Technology（ポーランド）〉Agata MARKOWSKA-SZCZUPAK〈学外研究協力
教員/パリ大学（フランス）〉Hynd REMITA/Christophe
COLBEAU-JUSTIN〈学外研究協力教員/スウィンバーン

年報2020・研究所編●

大学（オーストラリア）〉Saulius JUODKAZIS〈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/ウルム大学（ドイツ）〉
Sven RAU 〈 学 外 研 究 協 力 教 員 /Poznan University ofTechnology（ポーランド）〉Marcin JANCZAREK〈学外研究協力教員/湖北工業大学（中国）〉Zhishun WEI〈学外研究協力教員/湘潭大学（中国）〉Shuaizhi ZHENG
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/東北大学〉
加藤英樹・〈学外研究協力教員/東京工業大学〉横井俊之/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
機能性合金触媒研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/
准教授〉古川森也・〈教授〉朝倉清髙/長谷川淳也・〈助教〉三輪寛子・〈学外研究協力教員/東京工業大学〉小松
隆之・〈学外研究協力教員/東北大学〉亀岡聡・〈学外研究協力教員/高知大学〉小河脩平・〈学外研究協力教員/
シンガポール国立大学〉Ning YAN
遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター＜展開型＞〈リーダー/准教授〉Zhiyi SONG〈学外研究協力教員/
神奈川大学〉横澤勉・〈学外研究協力教員/徳島大学〉小笠原正道・〈学外研究協力教員/Renmin University of
China〉Zhiping LI
ナノ界面反応場研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/
准教授〉飯田健二・〈准教授〉古川森也・〈学外研究協力
教員/筑波大学〉矢花一浩・〈学外研究協力教員/京都大学〉寺西利治・〈学外研究協力教員/東京理科大学〉根岸雄一・〈学外研究協力教員/豊橋技科大〉八井崇・〈学外
研究協力教員/アルバータ大学〉Andriy KOVALENKO■附属触媒連携研究センター
光触媒知的財産活用ユニット〈ユニット長/客員教授/
昭和電工〉黒田靖・〈教授〉大谷文章・〈准教授〉Ewa
KOWALSKA・〈助教〉高島舞
産学官連携触媒研究ユニット 〈ユニット長/教授〉西田
まゆみ・〈教授〉福岡淳/清水研一・〈客員教授/ウェスト
コーナー〉隅田敏雄・〈客員教授/産業技術総合研究所〉
佐藤一彦/富永健一/浅川真澄・〈客員教授/物質・材料研究機構〉田中譲・〈客員教授/産業技術総合研究所〉畑中雅隆/吉田勝・〈学内研究協力教員/理学研究院准教授〉
高橋啓介・〈理化学研究所〉瀧川一学
フリッツ・ハーバー研究所ユニット 〈ユニット長/教授〉
長谷川淳也・〈教授〉朝倉清髙・〈助教〉三輪寛子・〈客員教授/Fritz Haber Institute of the Max Planck Society〉
Hans-Joachim FREUND/Matthias SCHEFFLER〈客員准教授/Fritz Haber Institute of the Max Planck Society〉熊谷崇
統合物質創製化学研究推進ユニット 〈ユニット長/教授〉
中野環・〈教授〉朝倉清髙/長谷川淳也/福岡淳/清水研一/大谷文章/浦口大輔［2020/11/01～］/西田まゆみ
電子トラップ研究コンソーシアム 〈ユニット長/教授〉
大谷文章・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈助教〉高島舞新放射光源触媒計測科学ユニット 〈ユニット長/教授〉
朝倉清髙［2021/02/20～］
・〈教授〉清水研一/福岡淳・〈准教授〉髙草木達/中島清隆/古川森也・〈助教〉鳥屋尾隆/
小林広和/Abhijit SHROTRI■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

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
研究機器管理班 〈技術主任〉山岸太平・〈技術職員〉下田周平〈研究支援推進員〉中村守男■所長室〈特定専門職員〉久保田亜美■北キャンパス合同事務部〈事務長〉笹原英明
総務担当 〈係長〉水上真吾・〈主任〉穗苅陽子・〈係員〉
豊島理恵/沼倉明紗美/新井田知果/引地華恵・〈事務補佐員〉櫛引文［～2020/12/31］/岩谷陽子［2021/01/01～］/伊藤春奈
研究協力担当 〈係長〉近藤哲仁・〈主任〉小池直弘/山本
一博/小関弘悦・〈事務補佐員〉柳亮輔・〈事務補助員〉
赤塚正訓・〈研究支援推進員〉石田裕美
会計担当 〈係長〉佐藤毅/佐々木結［～2020/09/30］/
富樫弘［2020/10/01～］・〈係員〉市原砂知/林由加里/
平井正仁［～2020/09/30］/二ノ上陽太［2020/10/01～］/ 越 田 京 介 / 三 浦 辰 也 ・〈 事 務 補 佐 員 〉 本 元 舞 ［ ～2020/10/31］/岡内啓子［2020/11/16～］/山本麻い子［～2021/01/17］/武田貴子［2021/01/18～］・〈研究支援推進員〉駒井京子
北キャンパス図書室〈係長〉千葉浩之

管理運営
本研究所は触媒科学に関する我が国の研究の中心として，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附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．

北大触媒アライアンスユニット 〈ユニット長/教授〉長
谷川淳也・〈教授〉森春英/武次徹也/幅崎広樹/向井紳/柴山環樹/松永茂樹/小西克明/神谷裕一●年報 2020・研究所編

5

教授会
所長
副所長

■受託研究等受入れ審査委員会
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
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〈触媒科学研究所長〉長谷川淳也〈触媒科学研究所教授〉
西田まゆみ［2017/10/01～2021/09/30］〈理学研究院教授〉
武次徹也［2017/04/01～2021/03/31］〈工学研究院教授〉
幅﨑浩樹［2017/04/01～2021/03/31］〈地球環境科学研究院教授〉小西克明［2017/10/01～2021/09/30］■評価委員会朝倉清髙［2015/10/01～］長谷川淳也［2015/10/01～］福岡淳［2015/10/01～］清水研一［2015/10/01～］大谷文章［ 2015/10/01 ～ ］ 浦 口 大 輔 ［ 2020/11/01 ～ ］ 中 野 環［2015/10/01～］西田まゆみ［2015/10/01～］〈触媒科学研究所長〉長谷川淳也〈触媒科学研究所教授〉
朝倉清髙〈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〈触媒科学研究所教授〉大谷文章〈触媒科学研究所教授〉浦口大輔〈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〈京都大学大学院工学研究科教授〉江口浩一［2018/04/01～2022/03/31］〈薬学研究院教授〉松永茂樹［2017/10/01～2021/09/30］〈農学研究院教授〉森春英［2017/10/01～2021/09/30］〈工学研究院教授〉柴山環樹［2017/10/01～2021/09/30］〈東京大学特別教授・信州大学特別特任教授〉堂免一成［2018/04/01～2022/03/31］■運営委員会■常置委員会〈触媒科学研究所長〉長谷川淳也〈触媒科学研究所教授〉
朝倉清髙［2020/04/01～2022/03/31］〈触媒科学研究所教授〉清水研一［2020/04/01～2022/03/31］〈地球環境科学研究院教授〉小西克明［2020/04/01～2022/03/31］〈理学研究院教授〉武次徹也［2019/04/01～2021/03/31］〈薬学研究院教授〉松永茂樹［2019/10/01～2021/09/30］〈農学研究院教授〉森春英［2019/10/01～2021/09/30］〈工学研究院教授〉幅﨑浩樹［2019/04/01～2021/03/31］〈工学研究院教授〉柴山環樹［2019/10/01～2021/09/30］〈九州大学先導物質化学研究所物質基盤化学部門教授〉吉澤一成［2020/04/01～2022/03/31］〈京都大学大学院工学研究科教授〉江口浩一［2020/04/01～2022/03/31］〈京都大学大学
院 薬 学 研 究 科 特 任 教 授 〉 丸 岡 啓 二 ［ 2019/04/01 ～2021/03/31］〈大学共同利用機関法人自然科学研究機構分子科学研究所長〉川合眞紀［2020/04/01～2022/03/31］〈東京大学特別教授・信州大学特別特任教授〉堂免一成［2020/04/01～2022/03/31］〈筑波大学数理物質系教授〉中村潤児［2019/04/01～2021/03/31］〈三菱ケミカル株式会社エグゼクティブフェローScience & Innovation Center
Setoyama Laboratory 所 長 〉 瀬 戸 山 亨 ［ 2020/04/01 ～2022/03/31］〈東北大学副理事国際放射光イノベーショ
ン・スマート研究センター長〉村松淳司［2019/10/01～
2021/09/30］〈（株）豊田中央研究所稲垣特別研究室シニア
フェロー〉稲垣伸二［2020/04/01～2022/03/31］

第一常置委員会 〈教授〉大谷文章（委員長）〈教授〉清水研一（副委員長）〈助教〉三輪寛子〈助教〉高敏〈助教〉小林広和〈准教授〉宋志毅〈教授〉西田まゆみ〈技術職員〉山岸太平〈特定専門職員〉久保田亜美

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

■教授会

■共同利用・共同研究拠点課題等審査専門委員会〈神戸大学大学院理学研究科教授〉大西洋［2020/04/01～
2022/03/31］〈触媒科学研究所教授〉清水研一［2020/04/01～ 2022/03/31 ］〈 触 媒 科 学 研 究 所 准 教 授 〉 中 島 清 隆［2020/04/01 ～2022/03/31 ］〈工学研 究院 教授 〉向 井紳［2020/04/01～2022/03/31］〈地球環境科学研究院教授〉神谷裕一［2020/04/01～2022/03/31］〈北九州市立大学国際環境工学部エネルギー循環化学科准教授〉天野史章［2020/04/01～2022/03/31］〈豊田工業大学工学（系）研究科（研究院）准教授〉山方啓［2020/04/01～2022/03/31］〈東北大学大学院工学研究科教授〉冨重圭一［2020/04/01～2022/03/31］

6

第二常置委員会 〈教授〉朝倉清髙（委員長）〈教授〉中野環（副委員長）〈准教授〉髙草木達〈教授〉飯田健二〈助教〉中島清隆〈助教〉鳥屋尾隆〈教授〉大谷文章〈教授〉西田まゆみ〈技術専門職員〉石川勝久
第三常置委員会 〈教授〉清水研一（委員長）〈教授〉朝倉清髙（副委員長）〈教授〉長谷川淳也〈教授〉福岡淳〈教授〉大谷文章〈教授〉中野環〈教授〉西田まゆみ■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．
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

年報2020・研究所編●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

財務

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．

■外部資金を含む各年度の予算(15年分)

大学院工学研究科･工学部：究室）

触媒表面研究部門（朝倉研

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）
大学院環境科学院：

光触媒科学研究部門（大谷研究室）

大学院生命科学院/薬学部：究室）

分子触媒研究部門（浦口研

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）
受入状況（かっこ内は留学生で内数）《2020年度》外国人研究員11名・大学院生65（41）名・学部学生9名・研究生4（4）名《2019年度》研究員1名・外国人研究員8名・大学院生58（36）名・学部学生6名・研究生2（2）名《2018年度》研究員6名・外国人研究員10名・大学院生60（37）名・学部学生11名・研究生13（13）名《2017年度》研究員10名・外国人研究員15名・大学院生46（23）名・学部学生9名・研究生9（9）名《2016年度》研究員9名・外国人研究員12名・大学院生51（20）名・学部学生7名・研究生4（4）名《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《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●年報 2020・研究所編《2020 年度》 （前年比：0.903/2003 年度比：1.634）
運営費交付金89,948 千円
科学研究費補助金
89,792 千円
間接経費（科学研究費補助金）
4,998 千円
産学連携経費4,406 千円
受託研究132,133 千円
民間等との共同研究
24,984 千円
奨学寄付金
20,419 千円
間接経費（その他研究助成）
14,109 千円
合計
380,789 千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）の内訳＝基盤研究（A）：3 件/基盤研
究（B）：8 件/基盤研究（C）：4 件/若手研究：2 件/国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（B））：2 件/特別研究員奨励費：2 件/合計 21 件・106,480 千円］《2019 年度》 （前年比：1.006/2003 年度比：1.808）
運営費交付金105,242 千円
科学研究費補助金60,455 千円
間接経費（科学研究費補助金）
8,663 千円
受託研究185,816 千円
民間等との共同研究
15,717 千円
奨学寄付金
23,860 千円
その他研究助成400 千円
間接経費（その他研究助成）
21,087 千円
合計
421,240 千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）の内訳＝新学術領域研究：1 件/基盤
研究（A）
：2 件/基盤研究（B）：3 件/基盤研究（C）：2 件/
若手研究：5 件/若手研究（A）：1 件/国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（B））：1 件/特別研究員奨励費：2件/合計 17 件・80,870 千円］《2018 年度》 （前年比：1.076/2003 年度比：1.796）
運営費交付金113,974 千円
科学研究費補助金
56,000 千円
間接経費（科学研究費補助金）
7,915 千円
受託研究
177,353 千円
民間等との共同研究
29,700 千円
奨学寄付金
15,019 千円
その他研究助成380 千円
間接経費（その他研究助成）
18,320 千円
合計
418,661 千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）の内訳＝新学術領域研究：1 件/基盤
研究（A）
：2 件/基盤研究（B）：2 件/若手研究：2 件/若手
研究（A）
：1 件/若手研究（B）：1 件/国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（B）)：1 件/特別研究員奨励費：1件/合計 11 件・70,120 千円］《2017 年度》 （前年比：1.038/2003 年度比：1.669）
運営費交付金108,097 千円
科学研究費補助金
53,820 千円
間接経費（科学研究費補助金）
8,505 千円
受託研究
156,606 千円
民間等との共同研究
32,038 千円
奨学寄付金
13,850 千円
その他研究助成720 千円

7

間接経費（その他研究助成）
15,398 千円
合計
389,034 千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）の内訳＝新学術領域研究：3 件/基盤研究（A）：2 件/基盤研究（C）：1 件/挑戦的萌芽研究：2
件/若手研究（A）：3 件/若手研究（B）：1 件/研究活動スター
ト支援：1 件/特別研究員奨励費：2 件/奨励研究：1 件/合計 16 件・71,930 千円］《2016 年度》 （前年比：0.845/2003 年度比：1.608）
運営費交付金102,277 千円
科学研究費補助金
51,827 千円
間接経費（科学研究費補助金）
8,532 千円
受託研究
155,604 千円
民間等との共同研究
17,324 千円
奨学寄付金
16,600 千円
その他研究助成7,269 千円
間接経費（その他研究助成）
15,303 千円
合計
374,736 千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）の内訳＝新学術領域研究：3 件/基盤
研究（A）
：1 件/基盤研究（B）：1 件/基盤研究（C）：1 件/
挑戦的萌芽研究：2 件/若手研究（A）：2 件/若手研究（B）：
3 件/研究活動スタート支援：1 件/特別研究員奨励費：2件/合計 16 件・71,050 千円］《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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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］《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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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］《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

8

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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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］《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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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・107,267 千円］《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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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・112,181 千円］《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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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・105,828 千円］

年報2020・研究所編●

《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
間接経費（その他研究助成）
9,301 千円
合計
502,311 千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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・146,504 千円］《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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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・172,756 千円］《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●年報 2020・研究所編

その他研究助成
11,500 千円
合計
394,646 千円［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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］《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［科学研究費補助金総交付額（他機関への分担金，間接経費（30％）を含む）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］

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教育/人材育成/社会連携
触媒科学研究所は研究機関であるが，各研究部門が属す
る工学院，環境科学院，総合化学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の担当，触媒化学に関連する研究会の実施を通じ広く教育活動を行っている．（担当講義および本研究所に所属の学生等の学位審査については《個人編》
を参照されたい．
）
また，「触媒科学研究所海外派遣制度」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2020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
2
1
0
1
3
7

修士修了
6
7
0
0
8
1
22

学部卒業
5
0
0
0
1
0
6

■触媒化学のフロンティア
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科学研究所見学会を行っている．新型コロナウイルスの感
染拡大により対面授業を行うことが難しいことから，教授会の審議により，今年度は当該科目を開講しないこととなった．

■Catalysis Principle and Catalyst Design
主催：Hokkaido Summer Institute
開講日時：2020年7月17日（金）～7月30日（木）教室：オンライン
受講者数：北大46名
概略：Hokkaido Summer Instituteは，北海道大学に世界の第一線で活躍する優れた教育研究業績や活動歴を有する研究者を招聘し，本学教員と協働で教育活動を実施するプ
ログラムである．授業は英語で行われ，海外の大学からの受講生も受け入れている．今回は新型コロナウィルスの影
響のため，すべてオンライン講義となった．本講義では，触媒科学研究所の髙草木達准教授，Ewa KOWALSKA准教授，Abhijit SHROTRI助教に加え，University of Liverpool
からChi Lun PANG氏を，University of GdanskからAdriana
Karolina ZALESKA-MEDYNSKA氏を，Virginia Techから
Ayman M. KARIM氏を，Poznan University of Technologyから Marcin JANCZAREK 氏 を ， ま た West Pomeranian
University of Technology か ら Agata MARKOWSKASZCZUPAK氏を招聘し，触媒の原理や機構を解明するための各種計測手法について学ぶとともに，具体的な材料と各10種触媒反応への応用についても学ぶことができる体系的な講義となった．触媒研究への入口に立った学生に対して，触媒の基礎から応用までを一度にレビューできる良い機会となり，高い教育効果があったと期待できる．
各 回 の 講 義 ： ○ Dr. Satoru TAKAKUSAGI (Institute for
Catalysis, Hokkaido University): In-situ visualization of
surface chemical reactions at solid/gas and solid/liquidinterfaces, ○Dr. Chi Lun PANG (University of Liverpool):
Surface chemistry and engineering: atom-resolved imaging andatom manipulation on oxide-single crystal surfaces, ○ Dr.
Ayman M. KARIM (Virginia Tech): Heterogeneous Catalysis
in the Subnanometer Regime and at the Single Atom Limit, ○Dr. Abhijit SHROTRI (Institute for Catalysis, Hokkaido
University): Heterogeneous catalysts for CO2 valorization, ○Prof. Adriana ZALESKA-MEDYNSKA (University ofGdansk): Nanomaterials: properties, manufacturing methods
and applications, ○ Dr. Marcin JANCZAREK (Poznan
University of Technology): Computational modeling of
catalytic reactors, ○Prof. Agata MARKOWSKA-SZCZUPAK(West Pomeranian University of Technology): Are
nanoparticles (particularly TiO2) bad for environment? ○Dr.
Ewa KOWALSKA (Institute for Catalysis, Hokkaido
University): Environmental application of heterogeneous
photocatalysis.

■2020年北の国触媒塾
主催：触媒学会北海道支部
共催：北海道大学触媒科学研究所
協賛：日本化学会
日時：2020年10月10日（土）08:50-17:30
会場：オンライン開催（Zoom配信）
参加者：75名（うち3名は企業からの一般参加）
概略：触媒科学研究所では，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．
本年は触媒材料研究部門の古川森也准教授が事務局を担当し，10月10日にオンライン（Zoom配信）で開催された．
触媒学会北海道支部長の清水研一教授（北大触媒研）から開塾挨拶と概要説明が行われ，坂上敏寛先生（北見工業大学）により触媒材料と触媒調製法，向井紳先生（北大院工）により触媒の構造解析(I)，神田康晴先生（室蘭工大）
により触媒の構造解析(Ⅱ)，中島清隆先生（北大触媒研）
により酸塩基触媒の反応と解析，清水研一先生（北大触媒研）により金属ナノ粒子・遷移金属酸化物の触媒作用，中坂佑太先生（北大院工）により固体触媒反応の反応速度論，
福岡淳先生（北大触媒研）により触媒の実用化・総論について講じられた．
オンライン開催のため全国の大学・企業から大勢の参加者があり，例年以上に盛況の様相を呈した．短時間に濃密な内容の講義がなされ，またチャット機能を活用したことにより例年よりも多くの質問が参加者からなされた．オンライン開催のメリットが良い形で現れた典型的な成功例であったと思われる．
8:50-09:00

開塾式・概要説明

9:00-10:00

触媒材料と触媒調製法
業大学

坂上敏寛/北見工

10:05-11:05 触媒の構造解析(I)学院工学研究科

向井紳/北海道大学大11:10-12:10 触媒の構造解析(II)神田康晴/室蘭工業

年報2020・研究所編●

大学
13:00-14:00 酸塩基触媒の反応と解析
道大学触媒科学研究所

中島清隆/北海

14:05-15:05 金属ナノ粒子・遷移金属酸化物の触媒作用
清水研一/北海道大学触媒科学研究所
15:15-16:15 固体触媒反応の反応速度論 中坂佑太/北海道大学大学院工学研究科
16:20-17:20 触媒の実用化・総論 福岡淳/北海道大学触媒科学研究所
17:25-17:30 閉塾式■触媒科学研究所海外派遣制度
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：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《2018年度》Yue WANG（助教）〈高分子機能科学研究部門（中野研究室）〉北京大学（中国）［2018/08/01～2018/09/30］《2017年度》Yue WANG（助教）〈高分子機能科学研究部門（中野研究室）〉北京大学（中国）［2018/02/26～2018/03/31］《2016年度》鳥屋尾隆（助教）〈触媒材料研究部門（清水研究 室 ）〉 ア イ ン ト ホ ー フ ェ ン 工 科 大 学 （ オ ラ ン ダ ）［2017/01/30～2017/03/17］《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］《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●年報 2020・研究所編

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・ハーバー研究所（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・ハーバー研究所（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 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11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:kshimizu@cat.hokudai.ac.jp
2020年度の受入（6件/10人）
Pichnaree SAKUNA（マヒドン大学学部4年生）「光触媒反
応実験の体験」2020/04/01～2020/04/04〈大谷文章〉
川崎晶（ケミカルソフト株式会社）「有機化合物のNMR測定」
2020/04/01～2021/03/31〈西田まゆみ〉
木村丈（ケミカルソフト株式会社）「有機化合物のNMR測定」
2020/07/01～2021/03/31〈西田まゆみ〉
武田憲有（パナソニック株式会社アプライアンス社技術本
部エアコン・コールドチェーン開発センター開発第四部
第一課・課長）「機械学習 を用いた触媒解析方法」
2020/09/09〈清水研一〉《他4名（豊島吉弘，藤井隆宏，
小林亜貴，松下史弥）》
村田尚義（富士電機株式会社・主任）「XAFS実験および解析に関する研修」2020/10/12〈朝倉清髙〉
池田俊成（ケミカルソフト株式会社）「有機化合物のNMR測定」2021/02/01～2021/03/31〈西田まゆみ〉■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．2020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
COVID-19流行のため中止
触媒科学研究所第26回大学院生の交流発表会/歓送会
COVID-19流行のため中止

図書/学術情報/学会等運営支援■図書
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（2020年度）： 183千円
蔵書数と所蔵雑誌（触媒科学研究所分）： 蔵書（和書）4,852冊/和雑誌80種類・蔵書（洋書）16,785冊/洋雑誌377
種類・合計：蔵書21,637冊/雑誌457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2020（2021年8月刊行/A4判/110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・1200件・担当：清水研一）
https://www.cat.hokudai.ac.jp/catdb/index.php《2020年度：追加/更新80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・243件・担当：清水研一）
https://www.cat.hokudai.ac.jp/catdb/index.php《2020年度：追加/更新12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 520 件 配 信 ・ 担 当 ： 大 谷 文 章 ）https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/cgi-bin/pecpc/
db_pecpc_e.cgi《2020年度：第521号から第531号まで11回配信》（4）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）https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/
cgi-bin/jpa/db_jpa_e.cgi《2020年度：追加/更新なし》■学会等運営支援学会等運営のためのウェブシステムの構築と管理
北海道大学情報基盤センターのサーバを利用して国内の多数の学会，討論会およびセミナーなどの運営（発表と参加登録/会告・プログラム表示/要旨のアップロード・ダ
ウンロード）を効率的に行うためのウェブシステム（https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/meeting/cgi-bin/ap
plication/db_application_e.cgi）を構築，管理している（担当：大谷文章）．いずれも触媒科学研究所が協賛．
（1）第39回固体・表面光化学討論会（共催： 光化学協会・
触媒学会・日本化学会）
・2020年11月13日（金）～2020
年11月14日（土）・オンライン・https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/sspc

12

年報2020・研究所編●

（2）第39回光がかかわる触媒化学シンポジウム（主催： 触媒学会光触媒研究会）
・2020年11月27日（金）・（オンラ
イン開催＝ウェブシステム）
・
https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/light（3）表面・界面スペクトロスコピー2020（共催： 光化学協会・触媒学会・日本化学会）・2020年12月4日（金）～2020年12月5日（土）・オンライン・https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/sis●年報 2020・研究所編（4）化学系学協会北海道支部2021年冬季研究発表会（主催： 触媒学会光触媒研究会 協賛： 日本化学会・電気化学会・光化学協会・日本表面真空学会）・2021年1月26日（火）～2021年1月27日（水）・オンライン・https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/toukiken

13

国際・国内交流と共同研究
international and domestic exchange and collaboration
交流協定

中国・人民大学化学系 部局間友好学術交流協定（締結：2016/11/18・期限：2021/11/18《自動更新》）

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．

タイ・ヴィデャシリメディ科学技術大学 部局間友好学術交流協定（締結：2017/02/27・期限：2022/02/27《自動更新》）■2019年度までに締結されて2020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：2024/12/07《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：2023/02/19《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：2025/03/18《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 ：2025/12/26《自動更新済》）
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：2022/10/09《自動更新》）
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：2023/06/30《自動更新》）
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：2025/03/15《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：
2025/03/17《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：2025/03/18《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：2025/11/25《自動更新済》）
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：2016/01/16《更新予定》）
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：2023/02/01《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：2014/04/26・期限：2024/04/26《自動更新》）アメリカ・サウスキャロライナ大学化学工学科 部局間友
好学術交流協定（締結：2016/03/24・期限：2026/03/24《自動更新済》）
ポーランド・ヤギェボ大学化学科 部局間友好学術交流協定（締結：2016/05/11・期限：2021/05/11《自動更新》）
ロシア・ボレスコフ触媒研究所 部局間友好学術交流協定（締結：2016/10/11・期限：2021/10/11《自動更新》）
アメリカ・サンキャットセンター 部局間友好学術交流協定（締結：2016/11/02・期限：2021/11/02《自動更新》）

14

中国・科学院大学 大学間友好学術交流協定〈関係部局〉（締結：2017/12/12・期限：2022/12/12《自動更新》）
オランダ・アイントホーフェン工科大学化学工学・化学科
部局間友好学術交流協定（締結：2018/08/07・期限：
2023/08/07《自動更新》）
ドイツ・フリードリヒ・アレクサンダー大学エアランゲン＝ニュルンベルク化学反応工学研究所 部局間友好学
術交流協定（締結：2018/09/17・期限：2023/09/17《自動更新》）
中国・華中師範大学化学学院 部局間友好学術交流協定（締結：2018/11/28・期限：2023/11/28《自動更新》）
ジョージア・トビリシ国立医科大学イオベルクタテラーゼ
薬化学研究所 部局間友好学術交流協定（締結：2019/02/25・期限：2024/02/25《自動更新》）

共同利用・共同研究拠点事業
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．2010年度から
は名称を「共同利用・共同研究拠点」とし，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．

■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．
本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・共同研究を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．

年報2020・研究所編●

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，以下の公募区分があります．なお，公募区分（5）から（7）の公募要項については，
下記に記載された箇所をご覧ください．
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，本研究所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．とくに，異分野融合ならびに国際共同研
究を取り込む提案を歓迎します．（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 PDF
参照 ）詳細は，下記の要項2をご覧ください．
（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）詳細は，下記の要項2をご覧ください．
（3）届出型：
自由な発想に基づいた当研究所の教職員との共同研究の公募を随時行います．当研究所は経費を負担しません．
（別紙様式5Wrodファイル PDFファイル）詳細は，下記の要項2をご覧ください．
（4）触媒科学研究所コロキウム：
研究成果などを本研究所において紹介あるいは討論を希望する方を対象に，研究所が主催するコロキウムとして講演して頂きます．当研究所は経費を負担しません．（別紙
様式6Wrodファイル PDFファイル）詳細は，下記の要項3をご覧ください．
（5）客員研究員：
本研究所教員と継続的・組織的に協力して，共同利用・共同研究を進める意欲的な研究者を客員研究員として若干名募集いたします．本研究所予算配分基準に基づき，研究費及び旅費を配分いたします．詳細は，本研究所ホーム
ページの客員研究員募集要項（http://www.cat.hokudai.ac.jp/employment.html）をご覧ください．
（6）触媒高等実践研修プログラム：
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しています．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．詳細は，本研究所ホームページの触媒高等実践研修プログラ
ム公募要項（http://www.cat.hokudai.ac.jp/koubo/koubo24/koubo2
0120516.html）をご覧ください．
（7）若手情報発信型：
海外の著名な研究機関において研究成果の発表を希望する若手研究者を対象に，研究所が主催する情報発信型国際シンポジウムの招待講演枠を提供するとともに，渡航費の一部を補助しています．詳細は，触媒学会を通して告知さ●年報 2020・研究所編

れる公募情報（http://www.shokubai.org/）をご覧ください．
2 戦略型，提案型，届出型
2-1 受入単位
共同利用・共同研究の受入単位は，各研究部門，ターゲッ
ト研究部のクラスター，および北大触媒アライアンスユ
ニットとなり，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．研究部門・研究クラスター，および北大触媒アライアンスユニットの研究概
要，教員への連絡先については，別表Ⅱ PDF を参照願います．
2-2 研究期間
戦略型については，2020年4月1日から2021年3月31日まで，提案型については，採択（年3回の公募）から2021年3月31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．届出型については，承認から当該年度末までの期間とし，継続年限に制限はありません．
2-3 研究経費
戦略型，提案型については，共同利用・共同研究の経費は，予算の範囲内（下表参照）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．原則，旅費は，本研究所へのものとし，申請書に記載のある研究代表者，所外の分担者及び研究協力者
について支給できます．
（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
2-4 申請資格申請をする研究代表者は，国籍を問わず，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，海外の研究機関に所属する研究者も含まれます．
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．
2-5 申請方法
申請書（別紙様式1Wrodファイル PDFファイル PDF(戦略型)，別紙様式2Wrodファイル PDFファイル (提案型)，別紙様式5Wrodファイル PDFファイル (届出型)）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．申請書を添付し，メールの件
名を【令和2(2020)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
1Wrod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．

15

2-6 申請書提出期限

3-3 申請資格

戦略型，提案型については，表１に記載の応募締切を厳守してください．届出型については，応募締切はありません．
2-7 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．

国籍を問わず，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，海外の研究機関に所属する研究者も含まれます．

2-8 採否の通知
戦略型，提案型については北海道大学北キャンパス合同事務部より，直接申請者へお知らせします．採択後，速やかに「共同利用・共同研究承諾書」（別紙様式3Wordファイル
PDFファイル）を提出していただきます．届出型について
は受入教員より，直接，申請者へお知らせします．「共同利用・共同研究承諾書」の提出は不要です．
2-9 フェローの称号について
戦略型に採択された場合，原則として研究代表者に，「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．
2-10 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4Word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2022年3月末に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．ただし，提案型の場合，成果を論文にて公表あるいは公表予定であれば，成果公表後に論文別刷りを送付することでレポートに代えることを認めます． なお，届出型のレポートは任意ですが，上記提案型に準じたレポートの提出を希望します．
（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（課題番号...）．
（英文）This study was supported by the Cooperative Research
Program of Institute for Catalysis, Hokkaido University.
(Proposal#.........)
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．
3 触媒科学研究所コロキウム
3-1 受入単位
各研究部門およびターゲット研究部クラスターの教員が受入教員となります．なお，申請に当たっては，受入希望
教員と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．なお，北大触媒アライアンスユニットの教員は，コロキウム開催の受入教員には含まれませんのでご注意ください．
3-2 経費原則，当研究所は経費を負担しません．

16

3-4 申請方法
申請書（別紙様式6Wrodファイル PDFファイル）に必要事
項を記入し，提出願います．
4 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:k-kenkyo@jimu.hokudai.ac.jp ・ 提 出 先
e-mail:kyoten@cat.hokudai.ac.jp・URL:http://www.cat.
hokudai.ac.jp
5 2020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．
九州大学大学院工学研究院・教授 笹木圭子「新規可視光触媒の開発のための電子トラップ密度のエネルギー分
布 解 析 」（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
Eindhoven University of Technology ・ Professor Emiel
Hensen 「 Selective conversion of biobased feedstock
through protective strategies 」（ 物 質 変 換 研 究 部 門 ）［2020/04/01～2021/03/31］
京都大学学際融合教育研究推進センター・特定講師 朝倉博行「触媒応用を志向したハイエントロピー合金の合成と特性評価」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～
2021/03/31］
Virginia Polytechnic Institute and State University ・Associate Professor Ayman M. Karim 「 Molecularly
Tailored Atomically Dispersed Catalysts for CO/CO2
Hydrogenation to Alcohols 」（ 物 質 変 換 研 究 部 門 ）［2020/04/01～2021/03/31］
筑波大学数理物質系化学域・教授 市川淳士「有機金属種
からのフッ素脱離を活用する触媒的炭素-フッ素結合
変換法」（研究開発部門）［2020/04/01～2021/03/31］
大阪大学大学院薬学研究科・准教授 有澤光弘「自己組織的多層状金属ナノ粒子触媒の構造解析」（触媒理論研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
早稲田大学理工学術院総合研究所・准教授 小河脩平「電場触媒反応場と合金触媒を活用した二酸化炭素・メタンの低温自在転換」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター・副ラボ長
富永健一「ポリイオン液体を用いた液相反応用SILP触媒の開 発とCO2 利用反 応への 応用」（研 究開発 部門 ）［2020/04/01～2021/03/31］
SchoolofEnergyScienceandEngineering,
Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology(VISTEC) ・Lecturer Sareeya Bureekaew「Study on
photocatalytic property of Co-based metal-organic
framework 」（ 触 媒 理 論 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
京都大学大学院工学研究科・准教授 藤原哲晶「パラジウム触媒を用いた炭素－水素結合活性化反応におけるカ

年報2020・研究所編●

ルボキシラト配位子の立体効果に関する実験ならびに計算化学的研究」（触媒理論研究部門）［2020/04/01～
2021/03/31］
近畿大学理工学部・准教授 今井喜胤「不斉光反応場の時
空間分析を指向した新しい光励起状態分析法の開発」（ 高 分 子 機 能 科 学 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
広島大学大学院工学研究科・助教 津野地直「塩素導入層状
ケイ酸塩触媒の反応メカニズム推定」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
東北大学多元物質科学研究所・教授 加藤英樹「グルコース転化のための固体酸触媒開発」（物質変換研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
東北大学学際科学フロンティア研究所・助教 小嶋隆幸「担持ホイスラー合金ナノ粒子の合成とその触媒応用・学
理構築に関する研究」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
東京工業大学理学院・助教 高山大鑑「Ni系金属間化合物を触媒とした不飽和有機化合物のヒドロシリル化反応」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology(VISTEC) ・教授 小川誠「酸化チタンの形態・表面精
密設計による光触媒機能の制御」（光触媒科学研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
National Institute of Advanced Industrial Science andTechnology (AIST)・Researcher Sharmin Sultana Poly
「 Research and development of value-added chemical
synthesis technology using heterogeneous catalysts」（触媒
材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
成蹊大学理工学部・助教 大島一真「低温メタノール合成
触媒を用いた選択的DME一段合成」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
東京都立大学大学院都市環境科学研究科・教授 高木慎介
「各種半導体ナノシートの合成と物性評価」（光触媒科
学研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
量子科学技術研究開発機構・プロジェクトチーフ 山本洋
揮「金属酸化物ナノ粒子のパターンニングによる革新
的触媒機能創出」（光触媒科学研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
東京工業大学物質理工学院・准教授 本倉健「芳香族C-H結合活性化を指向した固定化金属触媒の開発と構造解
析」（物質変換研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
中央大学理工学部・教授 片山建二「異なる前駆体溶液で調整された酸化チタンの欠陥準位評価」（光触媒科学研
究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
Department of Chemical Technology, Chulalongkorn
University ・ Associate
Professor
Chawalit
Ngamcharussrivichai「Synthesis of biojet fuel via aldol
condensation of furfural and 2-butanone」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
広島大学大学院工学研究科・教授 樽谷直紀「不均一水酸
化物ナノ触媒の表面活性点制御」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
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「新規機能性オーラルアプライアンスの表面・内部分析」（触媒表面研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター・主任研究員 根本耕司「竹由来リグニンの触媒的低分子化とその●年報 2020・研究所編

利 活 用 」（ 物 質 変 換 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
神奈川大学工学部・特別助教 石川理史「5員環ユニットを基盤として形成する酸素不定比性Mo, W酸化物触媒の触媒 機 能 」（ 触 媒 材 料 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
秋田大学大学院理工学研究科・特任助教 齊藤寛治「調製温度が層状チタン酸塩粒子の光触媒活性に及ぼす影響の 検 討 」（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
東京都立大学金の化学研究センター・特任助教 猪股雄介
「低温(<150℃)かつ湿潤雰囲気下でNH3-SCR活性を示す
タングステン添加酸化バナジウム触媒の開発」（触媒材
料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
大阪府立大学工学研究科・助教 岡田健司「触媒膜に向けた金属有機構造体(MOF)の多層化」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
滋賀県立大学工学部・講師 鈴木一正「チタン酸ナノファ
ネルからアナタース型TiO2への溶液プロセスによるト
ポタクティック転移」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
室蘭工業大学大学院工学研究科・准教授 神田康晴「フェノールの選択的脱酸素活性を有するリン化ロジウム触媒 へ の レ ニ ウ ム 添 加 効 果 」（ 触 媒 材 料 研 究 部 門 ）［2020/04/01～2021/03/31］
Synchrotron Light Research Institute・Beamline Scientist
Suttipong Wannapaiboon 「 Revealing catalytic andcapturing performance of heterostructured redox-active
metal-organic frameworks for removal of heavy metals
contamination in water」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
室蘭工業大学大学院工学研究科・准教授 高瀬舞「環境調和型光触媒の表面特性評価と材料開発」（光触媒科学研
究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
大阪大学大学院基礎工学研究科・准教授 満留敬人「バイオマス由来物質から基礎化学品を作る革新的グリーン
触媒技術の開発」（物質変換研究部門）［2020/04/01～
2020/03/31］
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・グループリーダー代行 井出裕介「ERDTパターン解
析による新規還元型酸化チタンの評価」（光触媒科学研
究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
Department of Chemical Engineering, Delft University ofTechnology ・ Postdoctoral fellow Guanna Li「High-throughput automated modeling for catalytic site
and reaction mechanism identification」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
Department of Inorganic Chemistry I, Technical University
Dresden ・ Liebig Fellow ( 助 教 相 当 ) Andreas
Schneemann 「 Selective Adsorption of Ethane overEthylene in Hydrocarbon-functionalized Framework
Materials 」（ 触 媒 材 料 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
Institute of Theoretical Chemistry and College ofChemistry, Jilin University ・ Professor Fu-Quan Bai「 Theoretical study on the photocatalytic reaction
mechanism of transition metal complexes」（触媒理論研究部門）［2020/08/01～2021/03/31］
京都大学化学研究所・准教授 廣瀬崇至「遷移磁気双極子17モーメントの設計に基づく優れた円偏光選択応答特性の 創 出 」（ 触 媒 理 論 研 究 部 門 ）［ 2020/08/01 ～2021/03/31］

国際基督教大学教養学部・教授 田旺帝「規整表面ナノ構
造に関する研究」（規整表面ナノ構造研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］

山口大学大学院創成科学研究科・テニュアトラック准教授
吉田真明「X線吸収分光法による水分解マンガン触媒のオ ペ ラ ン ド 全 元 素 観 測 」（ 触 媒 表 面 研 究 部 門 ）［2020/08/01～2021/03/31］

お茶の水女子大学理学部・教授 近藤敏啓「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構造研究クラス
ター）［2020/04/01～2021/03/31］

山口東京理科大学工学部・助教 秦慎一「有機汚染物質の浄化を志向した金属クラスター担持多孔体高分子の構造評価と応用展開」（触媒アライアンス（工学研究院））［2020/08/01～2021/03/31］
芝浦工業大学工学部・教授 永直文「キラル高分子モノリスの合成と不斉触媒反応への応用」（高分子機能科学研究部門）［2020/08/01～2021/03/31］
鳥取大学大学院工学研究科・准教授 辻悦司「ブラウンミ
ラーライト型Ca2FeCoO5超薄膜の構造制御と酸素発生触
媒活性」（触媒アライアンス（工学研究院））［2020/08/01～2021/03/31］
愛媛大学大学院理工学研究科・特任講師 太田英俊「リグニン由来化合物の効率的な酸化的減炭反応のための固体 触 媒 開 発 」（ 物 質 変 換 研 究 部 門 ）［ 2020/08/01 ～2021/03/31］
理化学研究所・専任研究員 上口賢「窒素分子からアンモニアを合成する担持金属クラスター触媒の開発」（触媒
表面研究部門）［2020/08/01～2021/03/31］
鳥取大学大学院工学研究科・講師 菅沼学史「還元処理した酸化モリブデン担持貴金属触媒によるプロリンの水素化」（物質変換研究部門）［2020/08/01～2021/03/31］
宇都宮大学産学イノベーション支援センター・准教授 松
本太輝「窒高強度多色LED光源を用いた欠陥導入型光触媒の反応機構解析」（光触媒科学研究部門）［2020/08/01～2021/03/31］
大阪市立大学人工光合成研究センター・准教授 田村正純
「ケトンの不斉水素化を可能にするキラル配位子修飾
金属触媒の開発」（触媒アライアンス（薬学研究院））［2020/08/01～2021/03/31］
北海道大学地球環境科学研究院・教授 八木一三「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構造研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
名古屋大学物質科学国際研究センター・准教授 山田泰之
「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構造
研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
東京大学大学院新領域創成科学研究科・教授 津田宏治「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構造研究
クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
東京大学理学系研究科・教授 佃達哉「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構造研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
東京工科大学工学部・教授 原賢二「規整表面ナノ構造に
関 す る 研 究 」（ 規 整 表 面 ナ ノ 構 造 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］
国立研究開発法人物質・材料研究機構・フェロー 魚崎浩
平「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構
造研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
国立研究開発法人物質・材料研究機構・主任研究員 増田卓也「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構造研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］

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理化学研究所革新知能統合研究センター・研究員 瀧川一
学「規整表面ナノ構造に関する研究」（規整表面ナノ構
造研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
京都大学大学院工学研究科・教授 阿部竜「プラズモン光
触媒反応に関する研究」（プラズモン光触媒反応研究ク
ラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
West Pomeranian University of Technology Szczecin・Professor Markowska-Szczupak Agata Barba「プラズモン光触媒反応に関する研究」（プラズモン光触媒反応
研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
CNRS, University of Paris-Saclay・Director Hynd Remita「プラズモン光触媒反応に関する研究」（プラズモン光
触媒反応研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
CNRS, University of Paris-Saclay・Professor Christophe
Colbeau-Justin「プラズモン光触媒反応に関する研究」（プラズモン光触媒反応研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
Swinburne University of Technology・Professor Saulius
Juodkazis「プラズモン光触媒反応に関する研究」（プラ
ズ モ ン 光 触 媒 反 応 研 究 ク ラ ス タ ー ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］
UniversityofGdansk ・ Professor
Adriana
Zaleska-Medynska「プラズモン光触媒反応に関する研究 」（ プ ラ ズ モ ン 光 触 媒 反 応 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］
Ulm University of Technology・Professor Sven Rau「プラズモン光触媒反応に関する研究」（プラズモン光触媒反応研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
Poznan University of Technology・講師 Marcin Janczarek「プラズモン光触媒反応に関する研究」（プラズモン光
触媒反応研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
Hubei University of Technology・副教授 Zhishun Wei「プラズモン光触媒反応に関する研究」（プラズモン光触媒反応研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
Xiangtan University・講師 Shuaizhi Zheng「プラズモン光
触媒反応に関する研究」（プラズモン光触媒反応研究ク
ラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
北海道大学大学院地球環境科学研究院・教授 神谷裕一「酸塩基触媒に関する研究」（酸塩基触媒研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
千葉大学大学院工学研究科・教授 一國伸之「酸塩基触媒に 関 す る 研 究 」（ 酸 塩 基 触 媒 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］
東北大学多元物質科学研究所・准教授 加藤英樹「酸塩基触 媒 に 関 す る 研 究 」（ 酸 塩 基 触 媒 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］
東京工業大学科学技術創成研究院・准教授 横井俊之「酸塩基触媒に関する研究」（酸塩基触媒研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
東京工業大学物質理工学院・准教授 本倉健「酸塩基触媒に 関 す る 研 究 」（ 酸 塩 基 触 媒 研 究 ク ラ ス タ ー ）年報2020・研究所編●

［2020/04/01～2021/03/31］
Eindhoven University of Technology・Professor EmielJ.M.
Hensen「酸塩基触媒に関する研究」（酸塩基触媒研究ク
ラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
Department of Applied Science & Technology, The
Politecnico di Torino ・ Associate Professor Barbara
Onida「酸塩基触媒に関する研究」（酸塩基触媒研究ク
ラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
東京工業大学理学院・教授 小松隆之「機能性合金触媒に関 す る 研 究 」（ 機 能 性 合 金 触 媒 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］
東北大学多元物質科学研究所・准教授 亀岡聡「機能性合金触媒に関する研究」（機能性合金触媒研究クラス
ター）［2020/04/01～2021/03/31］
高知大学総合科学系・講師 小河脩平「機能性合金触媒に関 す る 研 究 」（ 機 能 性 合 金 触 媒 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］
Department of Chemical and Biomolecular Engineering,
National University of Singapore・准教授 Ning Yan「機能性合金触媒に関する研究」（機能性合金触媒研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］

Active Superoxide Sites on CuO Nanoclusters Encapsulated
in SAPO-34 for Catalytic Selective Ammonia Oxidation」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
大阪府立大学大学院工学研究科・准教授 堀内悠「Design of
Fe-MOF-bpdc deposited with cobalt oxide (CoOx)
nanoparticles for enhanced visible-light-promoted wateroxidation reaction」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～
2021/03/31］
豊田工業大学大学院工学研究科・准教授 山方啓「光触媒粉末における光励起キャリアーの捕捉過程」
（触媒表面
研究部門）
［2020/04/01～2021/03/31］
物質・材料研究機構・主席研究員 阿部英樹「高分解能電子顕微鏡を用いたSi修飾Ni触媒の局所構造解析」（触媒
材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
名古屋大学大学院工学研究科・教授 石原一彰「アクリル酸エステルのエステル交換反応機構に関する研究」（触媒理論研究部門）［2020/07/14～2021/03/31］
自然科学研究機構分子科学研究所・教授 江原正博「Cu-CHA
触媒によるアンモニア脱硝反応機構に関する理論計算（ DFT ）」（ 触 媒 材 料 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］

神奈川大学工学部・教授 横澤勉「遷移金属誘起高分子合
成/変換に関する研究」（遷移金属誘起高分子合成変換
研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］

名古屋大学大学院工学研究科・教授 薩摩篤「銅イオン交換ゼオライトの酸化還元挙動のoperando UV-vis観測」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］

徳島大学理工学部・教授 小笠原正道「遷移金属誘起高分
子合成/変換に関する研究」（遷移金属誘起高分子合成
変換研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］

東京大学生産技術研究所・教授 小倉賢「種々の銅イオン
交換ゼオライト上における酸素架橋Cuイオン多核種の特 性 解 析 」（ 触 媒 材 料 研 究 部 門 ）［ 2020/04/01 ～2021/03/31］

Renmin University of China・教授 李志平「遷移金属誘起高分子合成/変換に関する研究」（遷移金属誘起高分子
合成変換研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
筑波大学計算科学研究センター・教授 矢花一浩「ナノ界面反応場に関する研究」（ナノ界面反応場研究クラス
ター）［2020/04/01～2021/03/31］
京都大学化学研究所・教授 寺西利治「ナノ界面反応場に
関 す る 研 究 」（ ナ ノ 界 面 反 応 場 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］
東京理科大学理学部・教授 根岸雄一「ナノ界面反応場に
関 す る 研 究 」（ ナ ノ 界 面 反 応 場 研 究 ク ラ ス タ ー ）［2020/04/01～2021/03/31］

東京工業大学科学技術創成研究院・研究員 日沼洋陽「酸化物上の高指数面の理論モデル構築と，表面酸素欠陥生成に関する一般則」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
福岡工業大学生命環境化学科・教授 蒲池高志「酸化チタン上の小分子吸着に関する一般則」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］
理化学研究所革新知能統合研究センター・研究員 瀧川一
学「機械学習を用いた触媒データの解析」（触媒材料研究部門）［2020/04/01～2021/03/31］

東京大学大学院工学系研究科・准教授 八井崇「ナノ界面反応場に関する研究」（ナノ界面反応場研究クラス
ター）［2020/04/01～2021/03/31］
University of Alberta, Department of MechanicalEngineering・Adjunct Professor Andriy Kovalenko「ナノ界面反応場に関する研究」（ナノ界面反応場研究クラスター）［2020/04/01～2021/03/31］
理化学研究所・専任研究員 上口賢「担持金属クラスター
触媒の構造分析」（触媒表面研究部門）［2020/04/01～
2021/03/31］
山口大学大学院創成科学研究科・テニュアトラック准教授
吉田真明「オペランドX線吸収分光測定による水分解マ
ン ガ ン 触 媒 の 機 能 解 明 」（ 触 媒 表 面 研 究 部 門 ）［2020/06/02～2021/03/31］
北海道立総合研究機構産業技術環境研究本部・研究職員
森武士「青果物鮮度保持のための触媒技術の開発」（物質変換研究部）［2020/06/15～2021/03/31］
Nankai University・教授 Haijun Chen「Formation of Highly●年報 2020・研究所編19平成28年度～令和2年度文部科学省特別経費「統合物質創製化学研究推進機構」―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 2016-2021
MEXT
ProjectofIntegrated
Research
Consortium on Chemical
Sciences (IRCCS)■概要
新物質創製は，化学結合の形成のための新しい方法論
や，機能の発現のための物質構築論などを探求する極めて基礎的な基盤学術である一方，その成果は，新触媒や新材料開発はもちろん，イノベーション創成を通じてエネル
ギー・資源から環境・創薬に至る極めて広い範囲に適用される．ここでは，基礎と応用が直結し（縦糸），また化学を中心として物理から生命科学までの多くの研究分野の協力が必須である（横糸）．すなわち，物質と情報そして人が集結することが何より重要な分野といえる．しかしながら，我が国の物質創成研究は，野依，下村，白川，鈴木，根岸らのノーベル賞受賞者や，日本人では二人目となる国
際化学連合（IUPAC）会長の巽を輩出したことでも自明なように，極めて高い国際競争力を持つにもかかわらず，新物質創製を総合的かつ戦略的に進める機関・組織は，残念ながら我が国には存在しない．縦糸と横糸を組み合せ，近年長足の進歩を遂げたナノ計測や計算化学を取り込んだ
統合的な研究組織の構築が急務である．
統合物質創製化学研究推進機構は，本学と名大，京大，九大が連携し，産官学連携や国際連携を組織的に取り込
み，新しい研究システムや研究支援体制，人材育成システ
ムを取り入れた，社会に開かれた組織である．物質創製における我が国の研究の厚みを継承し，新学術・新産業の創
出と後継人材の育成を両立させながら，持続可能な社会の発展を導く．
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．

統合物質創製化学研究推進機構第 4 回国際シンポジ
ウム（オンライン講演）20■これまでの成果
主任研究員8名，統合研究フェロー3名の連携研究体制により，統合物質基盤研究（8件）および若手研究者を中心とする融合創発研究（7件）を実施し，加えて，附属触媒連携研究センターに開設した統合物質創製化学研究推進ユニットにおいても本事業に関わる先導的研究を推進し，優れた研究成果を上げている．これらの成果はJournal of
the American Chemical Society ， Angewandte Chemie ，Chemical Communicationsなどの一流学術誌に多数論文として発表された．
第6回統合物質機構国内シンポジウム「物質創製化学の精密戦略」をオンライン会議として開催し計243名の出席者を得た．加えて，第4回統合物質機構国際シンポジウム「 "Multidimensional control over material structure andfunction"」をオンライン開催し計146名が出席した．これ
らのシンポジウムでは本事業で得られた研究成果について多くの参加者を集めて高水準な研究報告があり，評価委員から高い評価が得られた．これらの2つの会議のうち国際シンポジウムは触媒科学研究所が主催担当して開催し，海外からの招待講演者としてイスラエル・ワイツマン科学研究所のRon Naaman博士（Plenary Lecture），中国・北京大学のXinhua Wan教授（Keynote Lecture），イタリア・カ
タ ン ザ ロ 大 学 の Adriana Pietropaolo 准 教 授 (Emerging
Scientist Lecture)の講演をいただき活発な研究討論を行った．
統合研究フェローおよび本事業の支援を受けた若手研究者が日本の主要学会等の学会賞を受賞した（2020年度
石油学会奨励賞，日本化学会 第38回学術賞，第45回井上春成賞，2020年，北海道大学教育研究総長表彰）．
以上の研究アクティビティーを基盤とした若手研究者の育成により，人事交流が活発に行われ，若手研究者1名が東京電機大学特任准教授として昇進した．また関連研究
室の研究成果がさまざまなメディアを通して，社会に報道された．

■2020年度の開催記録
第6回統合物質機構国内シンポジウム「物質創製化学の精
密戦略」（名古屋大学・2021年1月29日）
第4回統合物質機構国際シンポジウム「"Multidimensional
control over material structure and function"」（北海道大学・2021年3月15日）

統合物質創製化学研究推進機構第6回国内シンポジウム（招待講演者および出席者）

年報2020・研究所編●

講演会・研究会など■International Joint Symposium On-Line / 情報発信型シンポジウム・オンライン: Cutting Edge ofSurface Science for Atomic Scale Approach to
Catalyst
主催：北海道大学触媒科学研究所，Department of Physical
Chemistry, Fritz-Haber Institute (FHI)

ICAT, Hokkaido University, Japan)"Atomic-level visualization of surface catalytic reactions byin-situ/operando XAFS and STM "17:25-18:05 Lecture 3 (Prof. Tadashi Abukawa, SRIS &IMRAM, Tohoku University, Japan)"Graphene growth on carbon-doped Ni substrate by surface
segregation"
18:05-18:10 Closing, Atushi Muramatsu (SRIS & IMRAM,
Tohoku University, Japan)

共催：東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS），東北大学多元物質科学研究所（IMRAM），
大阪市立大学人工光合成研究センター（ReCAP）
日時：2020年11月5日（木）会場：オンライン
概略：本会議は，北大触媒科学研究所が海外で開催している情報発信型シンポジウムがCOVID-19のために中止になったことを受け，同シンポジウムの新たなシリーズとしてフリッツ・ハーバー研究所(独・FHI）と共同でオンライ
ンシンポジウムを始めることとしたものである．
International Joint Symposium On-Lineと銘打って国内外の組織間連携を意識した運営を行うこととした．国内で連携を進めている東北大学国際放射光イノベーション・スマー
ト 研 究 セ ン タ ー (SRIS) ， 同 大 学 多 元 物 質 科 学 研 究 所(IMRAM)，大阪市立大学人工光合成研究センター(ReCAP)と共同開催した．令和2年度の第1回シンポジウムでは，表面科学をテーマとして取り上げて，FHIのTong博士，SRISの虻川教授，ICATからは髙草木准教授をお招きし，触媒の実像に対して原子スケールでの議論を可能とする表面の計測・観測技術の最先端について討論がなされた．国内からの47名に加えて，ヨーロッパを中心とする44名の外国人研究者が出席した．
講演会の様子：2020年11月5日にオンライン形式で開催され，盛会のうちに終えることができた．Tong博士からは超短レーザーパルスと光電圧を用いて，電極界面に発生する準安定な溶媒和電子の特性についての研究成果が，髙草
木准教授からはオペランドPTRF-XAFSの開発とメタノール
分解のダイナミクスのSTM観察に関する研究成果が，虻川
教授からは，PEEMとW-RHEEDによるグラフェン成長メカニ
ズムに関する研究成果の発表がなされた．講演後に設けた質疑応答の時間には活発な議論がなされた
所感：コロナ禍において情報発信型シンポジウムを継続する上では唯一の方法であるとの認識でオンライン開催を決断したわけであったが，FHI, SRIS, IMRAM, ReCAPの協力を得て，優れた講演者による最先端の研究成果を世界の優れた研究者に直接届けることができ，目的を十分果たすことができた．広くヨーロッパの各地，国内，アジア各国からの参加者を得たことはオンライン開催の長所として認識することができた．また，テーマを絞って短時間にまとめた手軽さに対しても好評を得た．最後にこの場を借りて，開催に尽力頂いたFHIの熊谷崇グループリーダー，SRISの村松淳司センター長，ReCAPの天尾豊所長に篤く御礼申し上げる．
講演者・演題：16:00-16:05 Greeting, Kiyotaka Asakura (ICAT, Hokkaido
University), Takashi Kumagai (FHI & IMS)
16:05-16:45 Lecture 1 (Dr. Yujin Tong, FHI & University ofDuisburg-Essen, Germany)"Probing the electron and its ultrafast dynamics at theelectrified interface with a novel optoelectronic method "16:45-17:25 Lecture 2 (Assoc. Prof. Satoru Takakusagi,●年報 2020・研究所編■International Joint Symposium On-Line / 情報発信型シンポジウム・オンライン: Challenge toDevelop Innovative Photocatalyst
主催：北海道大学触媒科学研究所，Department of Physical
Chemistry, Fritz-Haber Institute (FHI)，大阪市立大学人工光合成研究センター（ReCAP）
共催：東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS），東北大学多元物質科学研究所（IMRAM），
分子科学研究所（IMS）
日時：2021年1月26日（火）会場：オンライン
概略：本会議は，11月開催のシンポジウムに続くシリーズ
第2回目のオンライン型情報発信型シンポジウムである．
光触媒をテーマとして取り上げて，FHIからKley博士，
IMRAM か ら 加 藤 教 授 ， ReCAP か ら 東 准 教 授 ， ICAT か ら
Kowalska准教授を招待した．FHI, ReCAP，SRIS, IMRAMに加えて自然科学研究機構分子科学研究所(IMS)の共催となった．国内から41名，ヨーロッパを中心とする海外から53名の参加を得て盛会となった．
講演会の様子：2021年1月26日にオンライン形式で開催された．Kley博士からは，二酸化炭素の電極還元における電極表面のSPM観察に関する研究成果，東博士からは水の可視光分解を可能とする金属窒化物触媒の開発に関する研究成果，Kowalska准教授からはプラズモン光触媒の原理か
ら応用にいたる広範な研究成果，加藤教授からは複合窒酸化物光触媒による可視光水分解に関する研究成果の発表があった．これらの講演に対して，活発な質疑応答がなされた．
所感：第2回目の開催に対してもおよそ100名の参加があった．異なるテーマを取り上げため，第1回目とは異なる参加者層が集っており，触媒分野における研究者コミュニティーの裾野の広さを改めて実感した．FHI, IMRAM, ReCAPの協力を得て，優れた講演者による最先端の研究成果を世界の優れた研究者に直接届けることができ，目的を十分果たすことができた．最後にこの場を借りて，開催に尽力頂いたFHIの熊谷崇グループリーダー，SRISの村松淳司セン

21ター長，ReCAPの天尾豊所長，河合眞紀分子科学研究所長に篤く御礼申し上げる．
講演者・演題：16:00-16:05 Opening address, Yutaka Amao (ReCAP, Osaka
City University) Greeting, Atsushi Muramatsu (SRIS &IMRAM, Tohoku University)
16:05-16:35 Lecture 1 (Dr. Christopher Kley, FHI, Germany)"Revealing nanoscale properties of electrocatalysts by in situ
electrochemical scanning probe microscopy"
16:35-17:05 Lecture 2 (Dr. Ewa Kowalska, ICAT, Hokkaido
University, Japan)"The morphology-governed activity of plasmonic
photocatalysts "17:05-17:35 Lecture 3 (Dr. Masanobu Higashi, ReCAP,
Osaka City University, Japan)"Development of water splitting system using metal sulfide
photocatalysts under visible light irradiation "17:35-18:05 Lecture 4 (Prof. Hideki Kato, CENIM &IMRAM, Tohoku University, Japan)"Application of oxynitrides to photocatalytic water splitting"
18:05-18:10 Concluding remarks, Bunsho Ohtani (ICAT,
Hokkaido University)

いて情報発信することを目的として企画・開催されてきた．今年度第3回目は，若手の情報発信を主目的として，
オンラインにて2021年3月5日に開催した．
長谷川所長からの開会挨拶の後，電場によるメタン転換・酸化の促進及び，新規な合金触媒に関する招待講演が発表された．本シンポジウムにはICATから34名の教員，学生が参加した．参加者総数は114名（うち日本からの参加者は61名）であった．質疑応答では活発な議論がなされ，国内外の広い世代の学術交流が達成された．最後に，小河先生，
三浦先生にICATより東賞を贈呈した．
講演者・演題：16:00-16:05 Opening address, Jun-ya Hasegawa (ICAT,
Hokkaido University)
16:05-16:40 Shuhei Ogo (Kochi University)"Catalytic methane conversions at low-temperature inelectric field"
16:40-17:15 He Lin (Shanghai Jiao Tong University)"Catalytic oxidation of low-concentration methane with theassistance of electric field"
17:15-17:50 Hiroki Miura (Tokyo Metropolitan University)"Organic Transformations by Concerted Catalysis of Pd andAu on Alloy Nanoparticles"
17:50-18:25 Xiao Chen (Dalian University of Technology)"Transition metal silicide hydroprocessing catalysts"
18:25-18:30 Concluding remarks, Kenichi Shimizu (ICAT,
Hokkaido University)■ICAT International Symposium on Electric Field
Assisted Heterogeneous Catalysis and Alloy
Catalysis / 情報発信型国際シンポジウム・オンラ
イン
主催：北海道大学触媒科学研究所
共催：Department of Physical Chemistry, Fritz-Haber Institute(FHI)，東北大学国際放射光イノベーション・スマート研
究センター（SRIS），東北大学多元物質科学研究所（IMRAM），
大阪市立大学人工光合成研究センター（ReCAP），分子科学研究所（IMS）
日時：2021年3月5日（金）会場：オンライン
概略・論点と成果：本国際シンポジウムは，日本が誇る触媒科学の研究成果を『日本の研究機関の主導で』海外にお22

年報2020・研究所編●

■触媒科学研究所コロキウム
主催：北海道大学触媒科学研究所
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．2020年度は第434回の合計1回をオンラインで開催した（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，2020年度のコロキウムである第434回のポスター．《》内は担当教員．
第434回コロキウム 2020/12/01 浦口大輔（触媒科学研
究所分子触媒研究部門・教授）「有機イオン対の触媒化学」オンライン（Zoom）《長谷川淳也》●年報 2020・研究所編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
2020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2020・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 2020・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(Frontierof XAFS Spectroscopy and its Applications to Catalyst andInterface)』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 ofNano 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

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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(CRCInternational 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(CRCInternational 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

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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・ハーバー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2020・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 Institute 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 2020・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）再任
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〉
2013/04/01《組織》 実用化基盤技術開発部設置
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回均一系不均一系触媒国際会議(ISHHC-16)〈北海道大学学術交流会館〉

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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）
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
2014/04/26《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
2015/04/25《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〉
2015/10/01《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2015/10/13《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 〉
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〉
2015/11/30《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〉
2015/12/24《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Room
A〉
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〉
2016/4/01《所長》 第2代所長に朝倉清髙（触媒科学研究所教授）再任2016/06/30《催事》 触媒科学研究所国際シンポジウム（担当：中島清隆准教授）
2016/10/31《催事》 北大―理研―産総研「触媒研究」合
同シンポジウム
2016/12/09《催事》 情報発信型国際シンポジウム in 廈門

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2017/01/26《催事》 統合物質創成化学研究推進機構第 2
回国内シンポジウム〈創成科学研究棟 5 階大会議室〉
2017/10/30《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第3回国内シンポジウム（京都大学化学研究所）
2017/11/03《催事》 情報発信型シンポジウムinアイント
ホーフェン〈オランダ・アイントホーフェン工科大学〉
2018/01/24《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 国際
シンポジウム（九州大学）
2018/02/20 《 催 事 》 Symposium on Nanomaterials forEnvironmental Purification and Energy Conversion- SNEPEC-〈北海道大学学術交流会館小ホール〉
2018/03/26(2)《催事》 国際外部評価委員会（委員長
B.C.Gates)〈北海道大学創成科学研究棟〉
2018/04/01《所長》 第3代所長に長谷川淳也（触媒科学研
究所教授）就任
2018/06/15(2)《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第2回若手の会〈休暇村支笏湖〉
2018/08/03(2)《催事》 Pre-conference of TOCAT8 and the
5th International Symposium of Institute for Catalysis〈創成科学研究棟5階大会議室，4階セミナールームBC〉
2018/10/29(2)《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第4回国内シンポジウム〈九州大学〉
2018/11/21《催事》 第4回キャタリストインフォマティク
スシンポジウム〈イイノカンファレンスセンター Room
A〉
2019/01/15(2)《催事》 情報発信型シンポジウムinカー
ディフ〈英国・カーディフ大学〉
2019/01/25(2)《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第2回国際シンポジウム〈京都大学〉2019/04/18《教授会》第51回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/07/12(20190714)《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第3回若手の会〈九州大学〉
2019/07/30《催事》 7th International Symposium of Institutefor Catalysis〈創成科学研究棟5階大会議室〉
2019/09/10(20190912)《催事》ETH-ICAT Jpomt symposium
on catalysis〈チューリッヒ工科大学〉
2019/11/18(20191120)《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第5回国内シンポジウム〈創成科学研究棟5階大会議室〉
2020/01/31(20200202)《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第3回国際シンポジウム〈名古屋大学〉

2020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．
2020/04/01《所長》 第4代所長に長谷川淳也（触媒科学研
究所教授）再任
2020/04/01《人事》 高分子機能科学研究部門に坂東正佳
助教着任（北海道大学大学院生命科学院博士後期課程）
2020/04/16《教授会》 第64回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室〉
2020/05/25《教授会》 第65回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議)〉
2020/06/25《教授会》 第66回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議)〉
2020/07/29《教授会》 第67回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議併用)〉

年報2020・研究所編●

2020/08/04《運営委員会》 第28回運営委員会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議併用)〉
2020/09/10《教授会》 第68回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議併用)〉
2020/10/15《教授会》 第69回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議併用)〉
2020/11/01《人事》 分子触媒研究部門浦口大輔教授着任（名古屋大学准教授）
2020/11/05《催事》 International Joint Symposium On-line:
Cutting Edge of Surface Science for Atomic Scale Approach
to Catalysts〈オンライン(Zoom)〉
2020/11/19《教授会》 第70回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議併用)〉
2020/11/26《運営委員会》 第29回運営委員会（持ち回り）
2020/12/01《コロキウム》（浦口大輔）〈オンライン(Zoom)〉
2020/12/17《教授会》 第71回教授会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議)〉●年報 2020・研究所編

2021/01/21《教授会》 第72回教授会〈触媒科学研究所長
室(web会議)〉
2021/01/26《催事》 International Joint Symposium On-Line:
Challenge to Develop Innovative Photocatalyst〈オンライン(Zoom)〉
2021/01/29《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第6回国内シンポジウム〈名古屋大学・オンライン(Zoom)〉
2021/02/19《教授会》 第73回教授会〈触媒科学研究所長
室(web会議)〉
2021/03/05 《 催 事 》 ICAT International Symposium on
Electric Field Assisted Heterogeneous Catalysis and Alloy
Ccatalysis〈オンライン(Zoom)〉
2021/03/10《運営委員会》 第30回運営委員会〈創成科学研究棟5階大会議室(web会議併用)〉
2021/03/15《催事》 統合物質創製化学研究推進機構 第4回国際シンポジウム〈北海道大学・オンライン(Zoom)〉
2021/03/18《教授会》 第74回教授会〈触媒科学研究所長
室(web会議)29

報告・基礎研究系
report: Department of Fundamental Research
触媒表面研究部門/ Catalyst Surface
Research Division

0.012■2020年度の構成員■2020年度のうごき
2020年4月，鈴木悠太, Haoran XUが修士1年生になった．
新型コロナウィルスの感染拡大により，放射光施設が閉
鎖，4月17日より研究室閉鎖（5月25日まで）．6月5日，菅優伍(在神戸),熊谷拓真,不動高志が卒研生として加わった．帰国できなくなったBing HUは6月1日に統合物質のフェローとして加わった．城戸大貴が12月に博士号を取得，1月より非常勤研究員に着任した．
2020年10月にWenhan CHENが帰国し，Shuai LIUが修士1
年に加わった．また，2021年1月からYang Chenghuaoが研究生として参加した．2021年3月，三輪寛子助教が電気通
信大学の准教授として異動された．2021年3月朝倉清髙教
授が日本化学会学術賞を受賞した．

■研究課題
構造の規定された単結晶などの平坦基板を用いて，その表面の構造や反応物性を調べ，触媒の原理の解明を行なっている．さらにふさわしい解析手段を開発し，物理的手法で制御された表面を調製して，表面を機械のように動かし，表面反応を制御することを目指している．
1．MARX-Raman
XAFS(X-ray absorption fine structure)はX線吸収原子周辺の局所構造を得ることができ，高分散した触媒ナノ粒子のその場構造解析法として力を発揮している．一方，表面反応に直接関係する吸着した反応中間体側からのXAFS測定には2つの困難がある．1つは，反応中間体は軽元素であり，そのX線吸収端は1000 eV以下の低エネルギーに存在して，空気等の吸収が大きくなるため，真空下での測定が必要なことである．このためにin situ測定は工夫が必要となる．2つ目に，環境に共存する同一元素が妨害し，決定したい反
応中間体の構造を調べることが困難になる点である．私たち が 提 案 す る MARX Raman(Multiatom Resonace X-ray
Raman)法は上記の問題点を一度に解決する手法である．
しかし，いまだに報告はなされていない．そこで，われわ
れはその可能性を追求する実験を行っている．

30

0.011

Raman intensity〈教授〉朝倉清髙・〈准教授〉髙草木達・〈助教〉三輪寛子・〈博士研究員〉Can LIU/〈統合物質フェロー〉Bing HU［2020/6/1～］・〈非常勤研究員〉城戸大貴[2021/1/1～］・〈 工 学 院 / 大 学 院 博 士 課 程 〉 城 戸 大 貴 [ ～ 2020/12/31]/Md.Harun Al RASID/Chorong KIM （ 休 学 ） / Bang
LU[2020/10/1～]・〈工学院/大学院修士課程〉 Bang LU[～2020/9/30]/Deling BAO/Kaiyue DONG/河本雅弥/岩﨑正弥/鈴木悠太/江本大知(休学)/ Haoran XU/ Shuai
Liu[2020/10/1～] ・〈工学部/学部学生〉菅優伍/熊谷拓真/不動高志・<研究生〉Yang Chenghao[2021/1/22～] ・<特別研究学生〉Wenhan CHEN [～2020/9/30]〈研究支援推進員〉山本貞明・〈事務補助員〉濱上優子

10.38110.37610.360After edge

0.010

Edge energy

0.009
0.005

Before edge

0.004

0.40

0.41

0.42

0.43

0.44

Loss Energy /keV

Figure 1 MARX-Raman of GaN. The N K-edge Raman
was observed before the edge but was hindered by strong
scattering of fluorescence X-ray of Ga after the edge. Red,Black and Blue curves are the Raman signal excited at
10.360,10376 and 10.381 keV.
2020年度のトピック： 今年度はSPring8 BL36XUでGaN単結晶に対して，MARX-RAMANの可能性を調べた．GaNは，中心対称性のない四面体構造であるため，MARX Ramanが出現することが期待される．また単結晶を用いることで，結合方向と偏光方向を一致させることができる．この条件では，数十倍の強度増大が理論的に示されている．そこで，結合方向に合わせて，GaNのNのMARX-Ramanの取得を試み
た．吸収端より高エネルギー側では，蛍光X線に起因する非弾性散乱X線が極端に増大するため，MARX Raman信号を得ることができなかった(Fig. 1)．しかし，吸収端より手前の領域にNのRamanの吸収増大という新しい現象が観測した．
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 valentTransition 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，イオン結合，金属結合すべてが実現し，特異な触媒活性を示す．例えば，Fischer-Tropsch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，3つの結合性のバ
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．私たちは，水素化脱硫反応，水素化脱窒素反応，
脱塩素反応，水素化脱酸素反応，更に，メタンカップリン
グ水素生成反応に対して高活性を示すNi2Pを中心に研究を行っている．
2020年度のトピック:
ニッケルリン化物はメタンから
C2,C3の炭化水素を生成する反応に高い活性をしめす．
SiO２上に様々なNi:P比のものを担持しその活性と構造相関をとるため，XAFSを用いて，研究を行ったところ，Ni2Pがメタン転換反応に高い活性を示すことを見いだされた．
Fig.2 に実験で求めたNi-P/SiO2 with Ni:P=1:1のXANESをしめすが，これを理論的にNi2P結晶構造により再現できた．これは，標準サンプルがなくても，結晶構造の同定が可能であることを示している．

年報2020研究室編●を開発し，複雑な物質のXAFSによる構造解析の可能性を開いた．
《論文4,7》
-8

-6

-4

-2

0

2

0

2

spin upspin up
4

Figure 2 The Ni K-edge XANES of catalyst (Ni-P/SiO2
with Ni:P=1:1) and the calculated one based on the Ni 2P
crystal structure using FEFF8 (XAFS calculation code)

Density of states / a.u.

DOS

Symmetry
対称構造

Asymmetry
非対称構造

bulk構造
Bulk

3．多様な量子ビームを用いた触媒解析手法の確立

2020年度のトピック： 全反射陽電子回折法により新たに見つけたTiO2(110) (1x2) 構造について，密度汎関数により，その安定性を検討した．その結果，Fig.3に示すように，非対称化することで，フェルミレベル付近の状態密度が減少し，バンドギャップ内にあらたな局在軌道ができることを見いだした．この結果非対称化により，エネルギーが安定化することを見いだした．又，XFELを用いた時間分
解測定を行い，fs-psオーダで変化する光触媒WO3の構造変化をW L1吸収端ポンププローブ法で研究し，光吸収に伴い非対称性構造へと変化することを見出した.また，10fs
オーダのさらに高い時間分解能を持つポンププローブ測定を行った．(Fig.4) 《論文1，9》4．燃料電池触媒の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得ることが，燃料電池の高度化および長寿命化に必要である．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 （ highlyoriented 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．
2020年度のトピック： HOPG上の１MLPtナノクラスターを超高感度で行うBCLA+BI-XAFS法を開発して，APL（アークプラズマ蒸着）法で調製したHOPG上の微量AuPtCoNクラス
ターの構造解析を行った． Pt薄膜表面に対して全反射蛍
光XAFS 法の有効性と表面敏感性を示すことができた．さらに，BCLA+PTRF-XAFS法の開発を行った．この手法では，斜入射で生じる溶液からの強い散乱X線を，BCLAを用いて除去し，PTFX-XAFS信号を得ようというものである．白金の蛍光を取り出すことができたが，強度が落ちるため，長時間の測定が必要であることがわかった．また，非弾性X線が存在し，検出限界が1014cm-2であった．(Fig.5)《招待
講演1，論文5,8,10》 一方Constrained Thorough Search 法●年報2020・研究室編

-8

-6

-4

-2

E-E- E
/eV
E
F

4

CBM

Fig. 3 D e n s i t y o f S t a t e ( D O S ) a n d s t r u c t u r e o f
TiO2(110)–(1×2) surface with symmetry and asymmetry
structures: EF is a Fermi energy.

Fig. 4 The change of the absorption coefficient at
exciation energies.

(a)

(a)

Fluorescence intensity

表面の複雑な現象を解明するため，加速器ベースの放射光，中性子，ミュオンや陽電子，さらに，XFEL（x-ray freeelectron laser)などの量子ビームが有力な武器になっている．我々は，触媒や表面研究に適した新しい量子ビーム手法を開発し，触媒研究に応用した．活性点周りの3次元構
造や電子状態，光触媒の光励起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.

1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400

11540

11560

11580

11600

Photon energy /eV

Fig. 5 BCLA+BI-XAFS set up (a) and spectrum of Pt on
Au(111) in the presence of solution
5．PEEMとEXPEEMの開発
触媒反応が起こっている様子をリアルタイム観測する
PEEM（光電子放出顕微鏡）と化学分析可能なEXPEEM（エネルギー分析型PEEM）を開発している．PEEMは2013年より市販された．また，気体存在下や溶液中の観測などを行えるセルの開発も行っている．さらに生体材料表面を観測するためにトリチウムを用いたトリチウム顕微鏡の開発も行った．
2020年度のトピック： 部屋の改修を終了し，水素の同位体であるトリチウムから放出されるベータ線を利用して，PEEM装置により観測することに成功した．<<招待講演2>>

31

Fig. 6 The PEEM image ofb-ray
emittingfrom
Tritium-labelled Dextran(2.7
GBq/g).
The
sensitivity
willbe
0.72MBq/mm2.

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
ETHZ 上村洋平博士「超高速 XAFS 法による光触媒の観察」/東京工業大学山中一郎教授「メタン活性化触媒のoperando 観察」/物質・材料研究機構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，XAFS データベースの開発」/東京電気通信大学岩澤康裕教授「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」
/東京医科歯科大学医歯学総合研究科宇尾基弘教授・和田敬広助教「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 ofSupported 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」/JASRI 宇留賀朋也教授・関澤央輝博士「燃料電池触媒の開発」/理研矢橋牧名博士・片山哲博士「XFEL-XAFS の開発」/北海道大学大学院地球環境科学研究院八木一三教授・加藤優助教「XAFS による Bio-inspired
電極触媒の構造解明」/技術研究組合 FC-Cubic 山口真博
士・大平昭博博士・黒田清一博士「偏光全反射蛍光 XAFS
による燃料電池モデル触媒の 3 次元構造解析」/東北大学
大学院環境科学研究科和田山智正教授・轟直人助教「in-situ
蛍光分光 XAFS 測定による固体高分子形燃料電池用 Pt 遷移金属窒化物コアシェルナノ微粒子の微細構造解析」/理化
学研究所上口賢博士「Mo クラスターの構造研究」/山口大学吉田真明准教授「光電気環境下の酸化物薄膜構造変化の研 究 」 / South Carolina University, Prof.Jochen
LAUTERBACH,「Ni-P 化合物の表面構造」/Goa University,
Prof. P. R. SAEODE ， 「 酸 化 物 の 触 媒 作 用 と XAFS 」/Cambridge Uniersity Prof. Maria OLEA「多孔質材料中の Auの構造研究」■2020年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Koide, A.; Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.; Takakusagi,S.; Ohtani, B.; Niwa, Y.; Nozawa, S.; Ichiyanagi, K.; Fukaya,
R.; Adachi, S.-i.; Katayama, T.; Togashi, T.; Owada, S.;
Yabashi, M.; Yamamoto, Y.; Katayama, M.; Hatada, K.;
Yokoyama, T.; Asakura, K. Photoinduced Anisotropic
Distortion as the Electron Trapping Site of Tungsten Trioxideby Ultrafast W L1-edge X-ray Absorption Spectroscopy with
Full Potential Multiple Scattering Calculations. Phys. Chem.
Chem. Phys. 2020, 20, 2615-2621.
(2) Mizuno, J.; Jeem, M.; Takahashi, Y.; Kawamoto, M.;
Asakura, K.; Watanabe, S. Light and Shadow Effects in theSubmerged Photolytic Synthesis of Micropatterned CuO
Nanoflowers and ZnO Nanorods as Optoelectronic Surfaces.
ACS Applied Nano Materials 2020.3,1783–1791.
(3) Inami, Y.; Iguchi, S.; Nagamatsu, S.; Asakura, K.;

32

Yamanaka, I. Disposition of Iridium on Ruthenium
Nanoparticle Supported on Ketjenblack: Enhancement inElectrocatalytic Activity toward the Electrohydrogenation ofToluene to Methylcyclohexane. ACS Omega 2020, 5,1221-1228.
(4) Kido, D.; Uemura, Y.; Wakisaka, Y.; Ariga-Miwa, H.;
Takakuasgi, S.; Asakura, K. Thorough Search Analysis ofExtended X-ray Absorption Fine Structure Data for Complex
Molecules
andNanomaterials
Applications.
e-J.
Surf.Sci.Nanotech. 2020, 18, 249-261.
(5) Feiten, F. E.; Takahashi, S.; Sekizawa, O.; Wakisaka, Y.;
Sakata, T.; Todoroki, N.; Uruga, T.; Wadayama, T.; Iwasawa,
Y.; Asakura, K. Model building analysis – a novel method forstatistical evaluation of Pt L3-edge EXAFS data to unravel
the structure of Pt-alloy nanoparticles for the oxygen
reduction reaction on highly oriented pyrolytic graphite. Phys.
Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 18815-18823.
(6) Tsunekawa, S.; Yamamoto, F.; Wang, K.-H.; Nagasaka, M.;
Yuzawa, H.; Takakusagi, S.; Kondoh, H.; Asakura, K.; Kawai,T.; Yoshida, M. Operando Observations of a Manganese
Oxide Electrocatalyst for Water Oxidation Using
Hard/Tender/Soft
X-ray
Absorption
Spectroscopy.
J.Phys.Chem.C 2020 124, 23611-23618.
(7) Kido, D.; Asakura, K. Problems in EXAFS analysis and its
future prospects. Acc. Mater.Surf. Res. 2020, 5 , 148-170.
(8) Wakisaka, Y.; Hu, B.; Kido, D.; Al Rashid, M. H.; Chen,
W.; Dong, K.; Wada, T.; Bharate, B.; Yuan, Q.; Mukai, S.;
Takeichi, Y.; Takakusagi, S.; Asakura, K., Bent crystal Laueanalyser combined with total reflection fluorescence X-ray
absorption fine structure (BCLA + TRF-XAFS) and its
application to surface studies. J.Synchro. Rad. 2020, 27,
1618-1625.
(9) Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Katayama, T.; Nozawa, S.;
Asakura, K. Tracking the Local Structure Change during the
Photoabsorption Processes of Photocatalysts by the Ultrafast
Pump-Probe XAFS Method. Applied Sciences 2020, 10 ,
7818.
(10) Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Yuan, Q.; Kido, D.;
Wada, T.; Uo, M.; Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Kamei,Y.; Kuroda, S.; Ohira, A.; Takakusagi, S.; Asakura, K.
Extracting the local electronic states of Pt polycrystalline
films surface under electrochemical conditions using
polarization-dependent total reflection fluorescence x-ray
absorption near edge structure spectroscopy. Electro.Struct.
2021, 2, 044003.
著書(1)朝倉清髙「化学: 物質の構造と性質を理解する」（分担執筆），新しい化学教育研究会編（分担執筆），学術
図書出版，東京（2020）pp.280-294.
(2) 朝 倉 清 髙 「 触 媒 の 基 礎 知 識 6 ～ 8 」 ， IPROS,(https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst6/;
https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst7;
https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst8)
編集(1) Asakura, K. Solving Energy and Environmental
Challenges with Synchrotron Radiation Technology.
Synchrotron Radiation News 2020, 33(5), 2-3 (editorial).
招待/基調/依頼講演・国際会議(1)朝倉清髙：「その場観察X線吸収微細構造（XAFS）分光法の開発と触媒動的構造解明」，日本化学会第101春
季年会（オンライン）（2021/3/19）(2)朝倉清髙：「PEEM(光電子顕微鏡)を利用した生き物の観測の可能性」，日本顕微鏡学会第63回シンポジウム（オンライン）（2020/11/21）

年報2020研究室編●

(3)髙草木達：「オペランド偏光全反射蛍光 XAFS 法の開発による動作中触媒表面の三次元構造解析」，令和2年
度日本表面真空学会東北・北海道支部学術講演会（オンライン）（2021/3/4）(4)髙草木達：「単結晶モデル表面を用いた触媒反応プロセスの原子レベル可視化」， 2020年度 触媒学会北海道
支部 札幌講演会（オンライン）（2020/12/2）(5) Takakusaki, S.: "Atomic-level visualization of surface
catalytic reactions by in-situ/operando XAFS and STM"
International Joint Symposium On-Line:Cutting Edge ofSurface Science For Atomic Scale Approach to Catalyst(on-line) (2020/11/5)●年報2020・研究室編

33

触媒理論研究部門/Catalysis Theory
Research Division■2020年度の構成員〈教授〉長谷川淳也・〈准教授〉飯田健二・〈助教〉高敏・〈 博 士 研 究 員 〉 Manussada RATANASAK/Rattanawalee
RATTANAWAN・〈学術研究員〉宮崎玲［2020/4/01～
2020/9/30 ］・〈非常 勤研 究 員〉宮 崎玲 ［ 2020/9/30～
2020/2/28］・<訪問大学院生> Pavee APILARDMONGKOL［2021/02/05～］・〈総合化学院/大学院博士課程〉Liming
ZHAO［～2020/9/25］/Danjo Purio DE CHAVEZ・〈総合化学院/大学院修士課程〉保坂龍［～2021/3/25］/原綾汰/
大城海［2020/4/01～］〈理学部/学部学生〉千葉卓紘/平瀬
ひのき・〈事務補助員〉土井聡子［～2020/09/30］/盛田 澄
子［2020/10/01～］・〈特定専門職員〉久保田亜美

1．Pt表面に吸着した分子に対する置換基の効果のNBO解析について
Natural Bond Orbital (NBO) Analysis, 自然軌道解析法は自然結合軌道を計算することで，孤立分子内と分子間の相互作用などを定量的に説明することができる．本研究ではNBO法を用いて，周期境界条件を用いた表面計算に応用し，
Pt表面が担持したアリールイソシアニド分子の分子振動
及び電子状態に与える影響を解析してきた．
2020年度のトピック： 計算の結果，アリールイソシアニ
ド分子のNC結合強度は置換基だけではなく，表面と分子間のπ逆供与とσ供与にも影響をうけることを明らかにした．NC結合強度は伸縮振動と相関があるため，NBO解析結果からNC伸縮振動傾向を予測する可能性を示した．

Fig. 1. Interaction between aryl isocyanide molecules andPt surface.

■2020年度のうごき
2020年4月に大城海が修士課程学生として加わった．
2020年9月にLiming ZHAOが博士課程を修了し，土井聡子（事務補助員）が退職して，盛田澄子（事務補助員）が着任した．2021年2月に宮崎玲が転出し，学部学生の平瀬ひの き （ 理 学 部 化 学 科 ） が 分 属 さ れ ， Pavee
APILARDMONGKOLが訪問学生として加わった．2021年3月に保坂龍が修士課程を修了した．

■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．

34

2．二官能性ポルフィリン触媒による二酸化炭素とエポキシドの共重合反応機構に関する研究
岡山大学依馬研究室と東京大学野崎研究室が開発した
ポルフィリン触媒は標記の反応で世界最高水準のTOFを示した．本研究では同反応の反応機構に関する共同研究を実施した．
2020年度のトピック： 特徴的な触媒構造について，(i)ポルフィリン配位子におけるAl3+イオンが，求核攻撃を受けた後の不安定なエポキシド単量体アニオンを安定化すること，(ii)四級アンモニウムを含む置換基は，二酸化炭
素とカップリングした後のアニオン種を静電的に安定化でき，金属中心からの脱離を促進すること，(iii)副反応である環状カーボネート生成はエネルギー的に不利となること等がDFT計算によって示された．

Fig. 2. (Left) Polycarbonate synthesis with CO2 andcyclohexene oxide catalyzed by bifunctional Al(III)-porphyrin
complex. (Right) A transition state for C-O bond formation
between carbonate and CHO monomer.

3. Mg(II)錯体によるエステル交換反応機構に関する理論的研究
名古屋大学石原研究室が開発するMg(II)アリルオキシ
ド触媒によるエステル交換反応メカニズムについて共同研究を実施した．

年報2020研究室編●

2020年度のトピック： 基質の水酸基からアリルオキシド
配位子がプロトンを引き抜く過程とアクリル酸メチルへの求核攻撃が協奏的に起きることで，基質の求核性が高まり活性化障壁が低下することが示された．

5. 電圧の印加による電子物性変化のメカニズム
グラフェンと様々な有機分子からなる系について，グラ
フェン電極の機能を制御するという観点から研究が行われている．しかし，有機分子をグラフェンに積層すること
で電圧依存性がどのように変化するのか，メカニズムの詳細は明らかになっていなかった．我々は，電圧の印加にともなう電子の流出入と電極電場の両者を取り込んで電子物性を計算する独自の理論的手法を用いて，電圧依存性を原子や電子のレベルで明らかにしてきた．
2020年度のトピック： pドーピングに広く使われている
有機分子(F4TCNQ)がグラフェンに吸着した系を対象として，電圧依存性の計算を行った．そして電圧の印加による
電子密度変化を解析したところ，F4TCNQ/グラフェン界面の電荷分布が電極電場によって決定づけられているということが明らかになった．

Fig. 3. Transition state for concerted nucleophilic attack of
PhOH to methyl acrylate catalyzed by a Mg(II) aryloxides
complex.

4．液体インジウムによるメタン脱水素カップリングの触媒機構に関する理論的研究
東工大・山中研究室において，金属インジウム液体触媒によるメタンの脱水素多量化反応が報告された．我々は，DFT計算と第一原理MD計算を用いて，同反応のメカニズムの解明を試みている．
2020年度のトピック： 実験が行われる1173 Kにおいてインジウムは液体であるため，気液界面の第一原理MD計算とblue-moonアンサンブル法によって各反応素過程の活性化
エネルギーを計算した．その結果，律速段階はメタンのC-H
解離であったが，界面におけるCH3In種どうしによるメタ
ンカップリングとCH3In種とHIn種によるC-H再結合の活性化エネルギーはそれぞれ91.2 kJ/mol，91.6 kJ/molであり，ほぼ等しい結果になった．他方で，CH3In種とHIn種のMDト
ラジェクトリーを解析すると，CH3In種は界面に分布するのに対して，水素原子はインジウム液体中に容易に溶け込
むことが観察された．従って，界面における水素原子濃度が低下することで，C-H再結合の頻度が抑制されて，メタンカップリングが促進されると考えられる．

Fig. 4. A plausible mechanism of the methane-to-ethane
conversion by the liquid indium catalyst. Numbers arecalculated activation free energy (kJ/mol unit) at 1200 K
obtained by blue-moon ensemble calculations.

●年報2020・研究室編

Fig. 5. Graphene/F4TCNQ electrode under voltage bias.

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
フリッツ・ハーバー研究所 M. Scheffler 教授「担持金属触媒についての第一原理熱力学計算」/北海道大学薬学研究院松永茂樹教授「Rh 触媒による不斉 C-H 官能基化メカニ
ズムに関する理論的研究」/中島清隆准教授「酸化ニオブ
によるキシロースからフルフラールへの変換機構に関する研究」東京大学大学院工学系研究科水野哲孝教授・山口和也教授「担持金クラスターによる C-H 活性化のメカニズ
ムに関する研究」/東京工業大学物質理工学院山中一郎教
授「メタン活性化メカニズムに関する研究」 /名古屋大学
理学研究科北村雅人教授「Ru 触媒による不斉脱水素環化
反応メカニズムの理論的研究」/京都大学工学研究科杉野目道紀教授「らせん高分子触媒によるヒドロシリル化に関する理論的研究」/大阪大学大学院工学研究科林高史教授「再構成ミオグロビンによるシクロプロパン化反応に関する理論的研究」/大阪大学大学院工学研究科生越専介教
授・星本陽一助教「Frustrated Lewis Pair による不活性
分子の活性化メカニズム」/大阪大学大学院薬学研究科有澤光弘准教授「Pd クラスターによる C-H 活性化メカニズ
ムに関する研究」/岡山大学大学院自然科学研究科依馬正教授「二官能性ポルフィリン触媒による二酸化炭素とシク
ロヘキセンオキシドの共重合メカニズムに関する研究」/
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」/京都大学・藤原哲晶准教授「パラジウム触媒による分子間炭素-水素結合アリール化反応におけるカ
ルボキシラト配位子の立体効果」/京都大学・廣瀬崇至准教授「ヘリセンの光化学について共同研究」/大阪大学・
有澤光弘教授「Ni 錯体触媒による C−O 結合活性化を介した分子内環化反応メカニズム」/北海道大学・澤村正也教授「銅アシル錯体の光活性化機構」/京都大学・村上正浩
教授「光環化反応機構」/東京工業大学・横井 俊之「ゼオライトに担持した超小型ニッケル触媒におけるメタンの35

部分酸化反応メカニズム」/中国上海大学 Zhang Dengsong
教授 「Selective Catalytic Reduction of NOx with NH3 by solid
catalyst」/シンガポール Yan Ning 准教授「表面担持した単金属を用い触媒反応機構の解明」■2020年度の研究業績
原著論文（全て審査つき）(1) Suzuki, Y.; Iwase, S.; Ratanasak, M.; Hasegawa, J.;
Tanaka, S.; Kitamura, M. Mechanism of the Asymmetric
Dehydrative Allylative Cyclization of Alcohols to Cyclic
Ethers Catalyzed by a CpRu Complex of the Chiral Picolinic
Acid-Type Ligand, Cl-Naph-PyCOOH: Is a π-AllylIntermediate Present? Bull. Chem. Soc. Jpn. 2021, 94,
440-450.
(2) Gao, M.; Nakahara, M.; Lyalin, A.; Taketsugu, T. Catalytic
Activity of Gold Clusters Supported on h-BN/Au(111)
Surface for Hydrogen Evolution Reaction. J. Phys. Chem. C
2021, 125, 1334-1344.
(3) Kubo, H.; Hirose, T.; Nakashima, T.; Kawai, T.; Hasegawa,J.; Matsuda, K. Tuning Transition Electric and Magnetic
Dipole Moments: [7]Helicenes Showing Intense Circularly
Polarized Luminescence. J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12,
686-695.
(4) De Chavez, D. P.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Hasegawa,J. On the Electronic Structure Origin of Mechanochemically
Induced Selectivity in Acid Catalyzed Chitin Hydrolysis J.
Phys. Chem. A 2021, 125, 187-197. [Selected as
Supplementary Cover](5) Ng, J.; Arima, H.; Mochizuki, T.; Toh, K.; Matsui, K.;
Ratanasak, M.; Hasegawa, J.; Hatano, M.; Ishihara, K.
Chemoselective
Transesterificationof
Methyl(Meth)acrylates Catalyzed by Sodium(I) or Magnesium(II)Aryloxides. ACS Catal. 2021, 11, 199-207. [Press Released](6) Yatsui, T.; Nakamura, Y.; Suzuki, Y.; Morimoto, T.; Kato,Y.; Yamamoto, M.; Yoshida, T.; Kurashige, W.; Shimizu, N.;
Negishi, Y.; Iida, K.; Nobusada, K. Increase in CO2 reduction
rate via optical near-field effect. J. Nanophotonics 2020, 14,046011.
(7) Nishikawa, Y.; Ohtsuka, Y.; Ogihara, H.; Rattanawan, R.;
Gao, M.; Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Yamanaka, I.
Catalytic Mechanism of Liquid-Metal Indium for Direct
Dehydrogenative Conversion of Methane to Higher
Hydrocarbons. ACS Omega 2020, 5, 28158-28167.
(8) Cao, J.; Tamura, M.; Hosaka, R.; Nakayama, A.;
Hasegawa, J.; Nakagawa, Y.; Tomishige, K. Mechanistic
Study on Deoxydehydration and Hydrogenation of Methyl
Glycosides to Dideoxy Sugars over ReOx-Pd/CeO2 catalyst.
ACS Catal. 2020, 10, 12040-12051.
(9) Zhao, L.; Watanabe, K.; Nakatani, N.; Nakayama, A.; Xu,
X.; Hasegawa, J. Extending Nudged Elastic Band Method toReaction Pathways Involving Multiple Spin States. J. Chem.
Phys. 2020, 153, 134114.
(10) Saito, K.; Watabe, Y.; Miyazaki, T.; Takayanagi, T.;
Hasegawa, J. Spin‐inversion mechanisms in O2 binding to amodel heme compound: A perspective from nonadiabatic
wave packet calculations. J. Comput. Chem. 2020, 41,2527-2537. [Selected as Cover Image](11) Akiyama, T.; Wada, Y.; Yamada, M.; Shio, Y.; Honma, T.;
Shimoda, S.; Tsuruta, K.; Tamenori, Y.; Haneoka, H.; Suzuki,T.; Harada, K.; Tsurugi, H.; Mashima, K.; Hasegawa, J.; Sato,Y.; Arisawa, M. Self-Assembled Multilayer Iron(0)Nanoparticle
Catalystfor
Ligand-Free
Carbon–Carbon/Carbon–Nitrogen Bond-Forming Reactions.
Org. Lett. 2020, 22, 7244-7249.
(12) Yasuda, S.; Osuga, R.; Kunitake, Y.; Kato, K.; Fukuoka,
A.; Kobayashi, H.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Manabe, R.;

36

Shima, H.; Tsutsuminai, S.; Yokoi, T. Zeolite-supported
ultra-small nickel as catalyst for selective oxidation of
methane to syngas.
Commun. Chem. 2020, 3, 129.
(13) Iida, K. Electric Field Effect on Graphene/Organic
Interface under Bias Voltage. Chem. Lett. 2020, 49,
1117-1120.
(14) Qu, W.; Wang, P.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Shen, Z.;
Wang, Q.; Li, R.; Zhang, D. Delocalization Effect Promoted
the Indoor Air Purification via Unlocking Directly Ring-open
Pathway of Toluene. Environ. Sci. Technol. 2020, 54,
9693-9701.
(15) Gorai, P.; Sil, M.; Das, A.; Sivaraman, B.; Chakrabarti, S.
K.; Ioppolo, S.; Puzzarini, C.; Kanuchova, Z.; Dawes, A.;
Mendolicchio, M.; Mancini, G.; Barone, V.; Nakatani, N.;
Shimonishi, T.; Mason, N. J. A Systematic Study on theAbsorption Features of Interstellar Ices in Presence of
Impurities. ACS Earth Space Chem. 2020, 4, 920-946.
(16) Deng, J.; Ratanasak, M.; Sako, Y.; Tokuda, H.; Maeda, C.;
Hasegawa, J.; Nozaki, K.; Ema, T. Aluminum porphyrins
with quaternary ammonium halides as catalysts forcopolymerization of cyclohexene oxide and CO2:
Metal–ligand cooperative catalysis. Chem. Sci. 2020, 11,5669-5675. [Selected as Back Cover](17) Wang, B.; Gao, M.; Uosaki, K.; Taketsugu, T. Quantum
chemical study of substituent effects on CN bond in aryl
isocyanide molecules adsorbed on the Pt surface. Phys.
Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 12200-12208.
(18) Murata, T.; Hiyoshi, M.; Ratanasak, M.; Hasegawa, J.;
Ema, T. Synthesis of silyl formates, formamides, andaldehydes via solvent-free organocatalytic hydrosilylation of
CO2. Chem. Commun. 2020, 56, 5783-5786.
総説・解説(1)飯田健二, ナノ界面系の光や電圧に対する応答の理論研究, Mol. Sci. 14, A0110 (2020).
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Ratanasak, M.; Deng, J.; Tokuda, H.; Maeda, C.; Ema, T.;
Nozaki, K.; Hasegawa, J.: "Exploring the Mechanism of
Novel
Bifunctional
AlIII
Porphyrin
Catalyzed
Copolymerization of CO2 and Cyclohexene Oxide: A DFTStudy" The 4th IRCCS International Symposium, Hokkaido
University, Hokkaido, Japan (Online Conference)(2021/03/15). [Poster](2) Oshiro, K.; Gao, M.; Hasegawa, J.: "Mechanistic Study on
the Selective Catalytic Reduction of NOX Catalyzed by
Fe/SO42-/CeO2 with NH3" The 4th IRCCS International
Symposium, Hokkaido University, Hokkaido, Japan (Online
Conference) (2021/03/15). [Poster](3) 飯田健二：「ナノ物質系の界面の光や電圧に対する応答の理論計算研究」,京都大学福井謙一記念研究センター
オンラインシンポジウム,オンライン開催(2021/01/25)．
[依頼講演](4) Hasegawa, J.: "Catalyst Informatics Cooperation among
Institutes in Japan" e-ASIA Joint Research Program Online
Workshop on Materials Informatics, (Online Conference)(2021/01/13-14). [Invited Talk](5) Iida, K.: "Photoexcited Electron Dynamics in
Nanostructures" CCS International Symposium 2020,
Tsukuba, Japan (Online Conference) (2020/10/06). [Oral](6) Gao, M.: "Theoretical investigation on catalytic activity ofmetal clusters" The International Symposium on Advanced
Catalyst Design and Molecular Catalysis, Xi’an, China(Online Conference) (2020/08/31-09/04). [Invited Talk](7) Miyazaki, R.; Jin, X.; Yoshii, D.; Yatabe, T.; Yamaguchi,
K.; Mizuno, N.; Hasegawa, J.: "Theoretical Study of C-H

年報2020研究室編●

Bond Activation by O2 on Negatively Charged Au Cluster
Catalyst" Conference on a FAIR Data Infrastructure forMaterials Genomics, FAIR-DI e.v., Berlin, Germany (Online
Conference), (2020/06/03-05). [Poster]●年報2020・研究室編受賞(1)飯田健二：「プラズモニックエネルギー変換の原子レベルの制御に向けた第一原理計算研究」，2020年度プラズ
モニック化学研究会「次世代プラズモニック化学への挑戦」(2021/03/05)《最優秀講演賞》

37

物質変換研究部門/Catalytic
Transformation Research Division■2020年度の構成員〈教授〉福岡淳・〈准教授〉中島清隆・〈助教〉小林広和/Abhijit SHROTRI ・ 〈 博 士 研 究 員 〉 Etty Nurlia
KUSUMAWATI ［ ～ 2021/03/31 ］ /Daniele PADOVAN/Lingcong LI［～2021/03/31］/Jan J. WIESFELD・〈技術補佐員〉松島宏美・〈総合化学院/大学院博士課程〉Pengru
CHEN［～2020/09/30］/Shaikr Nazmul Hasan Mohammad
DOSTAGIR/Cheng YANG/Yayati Naresh PALAI/Tat
BOONYAKARN・〈総合化学院/大学院修士課程〉加藤寿也/八鍬秀/遠藤幸一朗/鈴木悠介・〈理学部/学部学生〉長
内有輝/福間菜摘［2021/03/11～］

2．海洋バイオマスの加水分解と含窒素化合物合成
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るため，キチンを再生可能資源として用いる窒素を含む特徴を生かした化学品合成が期待される．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
い大量の濃塩酸を用いるか，または酵素による長時間反応が必要である．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．得られたオリゴ糖を熱水中で加水分解することにより良好な収率
でNAGを得ることに成功しており，さらに有用化学品の原料へと誘導する触媒反応プロセスの開拓を進めている．
2020年度のトピック： NAGの脱水により得られる3-アセ
トアミド-5-アセチルフランは含窒素芳香族基材として注目されている．しかし，本反応にはこれまで大量のホウ素化合物と特殊な反応条件が必要とされ，実験室レベルです
ら追試や生成物精製が困難であった．そこで我々は実施な
らびにスケールアップが容易な触媒反応法の検討を行い，
AlCl3・6H2Oを触媒に用いた簡便な方法を開発することに成功した(Fig. 2)《論文9》．スケールアップをしても生成物収率に低下はなく，カラムクロマトグラフィーにより容易に3-アセトアミド-5-アセチルフランを単離できた．

■2020年度のうごき
2021年3月に理学部化学科の福間菜摘さんが卒研生として配属された．Pengru CHENさんが2020年9月に博士号を取得し，国研に異動した．Etty Nurlia KUSUMAWATI博士とLingcong LI博士が2021年3月末日にて退職した．

■研究課題
1．木質バイオマス加水分解触媒系の開発
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，さらに食料と競合しない非可食成分であるため，セルロースを再生可能資源として有効利用することが望まれている．我々は，固体触媒である炭素を用
いてセルロースを加水分解し，グルコースを合成することに成功している．
2020年度のトピック： 反応機構について知見を得るた
め，活性炭触媒によるセロオリゴ糖の加水分解反応を行った《論文1》．その結果，長鎖のセロオリゴ糖ほど速やかに加水分解が進行することが分かった．オリゴ糖の吸着実験
ならびに速度論的な解析から，大きなオリゴ糖ほど加水分解の活性化エネルギーが低下することが反応速度を高めている要因であることが示唆された(Fig. 1)．

Fig. 1 Effect of chain length on the hydrolysis ofcello-oligosaccharides by a carbon catalyst.

38

Fig. 2 Conversion of NAG to a furan derivative.
3．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
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，花の熟成を進める作用をもつため，過熟・腐敗を防ぐにはエチレンの効率的な除去方法の開発が必要である．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（Fig. 3）．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り，“プラチナ触媒”と命名され，日立アプライアンス株式会社（現在，日立GLS株式会社）製の2015年以降の家庭用冷蔵庫に搭載された．さらにルテニウムを添加したバイメタリック触媒とすることで含窒素または含硫黄有機物など冷蔵庫内で発生する臭気成分の分解除去にも効果を示すことを見出した．これらの成果に基づき，同社は新たな“プラチナ触媒（ルテニウム配合）”を冷蔵庫の野菜室および真空チルドに搭載することを決定し，2017年8月に発表した．さらに，プラチナ触媒を用いて，青果物鮮度保持における触媒効果の定量化と貯蔵庫での検証を行った．これにより，青果物からのエチレン発生速度と触媒によるエチレン分解速度の定量化が可能となった．㈱セコマの野菜貯蔵庫にプ
ラチナ触媒を入れると，貯蔵庫内のエチレン濃度が減少
し，野菜の歩留まりが約5%向上して食品ロス削減の効果があることが示された．

年報2020・研究室編●

な観点から，現在，酸素空孔を有する種々の酸化物触媒を設計し，CO2水素化によるメタノールとCOの選択的な合成を目指している．

Fig. 3 Catalytic complete oxidation of ethylene.
2020年度のトピック： いくつかの青果物からのエチレン発生速度と触媒によるエチレン分解速度を決定した．これ
により触媒の必要量の見積もりが可能となった．触媒を基盤とする鮮度保持技術の普及を目的に，フードロス削減コンソーシアムが発足した．
4．メタン変換触媒の開発
メタンを合成ガス（CO + H2）へと効率的に転換する反応は，シェールガスを含む天然ガスを利用するためのキー
テクノロジーである．しかし，現在の工業的な水蒸気改質法（CH4 + H2O → CO + 3H2）は800 ℃を超える高温で行われている．そのため，本法に替わる方法として650 ℃以下
で酸化的改質法（CH4 + 1/2O2 → CO + 2H2）によりメタンを合成ガスに変換できれば，エネルギー効率を大きく改善
できると期待されている．我々は，単純なイオン交換と焼成によってMORゼオライト上に直径0.6 nmのロジウムサブ
ナノクラスターを調製し，本触媒が非常に高い空間速度（1,200,000 mL h-1 g-1）においても600 ℃の低温にて良好な触媒活性（CO選択率91％，H2/CO比2.0，メタン転化率84％）を示すことを見出した．現在は，さらなる高活性・
高選択性触媒の開発と機構解明を目指している．
2020年度のトピック： Ru-Re/Al2O3触媒がメタンの酸化的改質反応に高い活性を示すことを見出した《論文18》．
Ruは7価のReを低原子価酸化物に還元する役割を果たしており，Re酸化物が主たる活性種として機能していることを提案した．さらに，通常の酸化的改質反応では，メタンの完全酸化後に水蒸気改質と水性ガス逆シフト反応が進行するが，本触媒系はそれとは異なり，Re種がメタンから
フォルメートを経由してCOを生成する反応経路を作り出すことが分かった(Fig. 4左側)．ホットスポット形成抑制や生成物分布制御の切っ掛けになる結果と考えられる．

2020年度のトピック： In2O3にRhをドープすると，メタ
ノール生成活性が劇的に向上し，1.0 g gcat-1 h-1という高い空時収率(STY)が得られることを見出した(Fig. 5)《論文2》
．Rhをドープすることにより，Rh原子とIn原子の間に酸素空孔が生成し，そこにCO2が強く吸着して活性化されることが示唆された．さらに，Rh原子上で活性化された水素が，CO2を攻撃することによりフォルメートが生成し，さらに水素化が進行することでメタノールが生成すると考えられる．

Fig. 5 CO2 hydrogenation to methanol over Rh doped
In2O3 catalysts.

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
愛媛大学太田英俊特任講師「リグニン由来化合物の効率的な酸化的減炭反応のための固体触媒開発」/タイ王国チュラ ー ロ ン コ ー ン 大 学 Duangamol TUNGASMITA 講 師「Chitosan depolymerization by porous solid catalysts for foodadditive and pharmaceutical product」/アイントホーフェン工科大学 Emiel Hensen教授「Selective conversion of biobased
feedstock through protective strategies」/東北大学加藤英樹教
授「グルコース転化のための固体酸触媒開発」/東京工業大学本倉健准教授「芳香族C-H結合活性化を指向した固定化金属触媒の開発と構造解析」/大阪大学満留敬人准教授「バイオマス由来物質から基礎化学品を作る革新的グ
リーン触媒技術の開発」/鳥取大学菅沼学史講師「還元処理した酸化モリブデン担持貴金属触媒によるプロリンの水素化」/産業技術総合研究所根本耕司主任研究員「竹由来リグニンの触媒的低分子化とその利活用」/オーストラリ ア モ ナ ッ シ ュ 大 学 Akshat TANKSALE シ ニ ア 講 師「One-step catalytic conversion of CO2 into acetic acid insolvent phase reaction」/バージニア工科大学Ayman M.
KARIM准教授「Molecularly Tailored Atomically Dispersed
Catalysts for CO/ CO2 Hydrogenation to Alcohols」■2020年度の研究業績
Fig. 4 Catalysis of Ru-Re/Al2O3 in conversion of methane.
5．CO2選択還元触媒の開発
水素化を経由したCO2の化学品原料としての利活用が期
待されており，その有望な中間体としてメタノールとCOが挙げられる．しかし，これまでに報告されている触媒系には，CO2高転化率時における生成物選択性が低いといった問題がある．これを解決するために，我々は，担持金属
または金属ドープした酸化物触媒の界面サイトが有する触媒活性・選択性に着目して研究を行っている．特に，酸素空孔(VO∙∙)とそれに隣接する金属原子(MM)の作用による固有のCO2吸着・活性化能に興味を持っている．このよう●年報2020・研究室編

原著論文（全て審査つき）(1) Chen, P.; Shrotri, A.; Fukuoka, A. Unraveling thehydrolysis
of-1,4-glycosidic
bonds
incello-oligosaccharides over carbon catalysts. Catal. Sci.
Technol. 2020, 14, 4593-4601.
(2) Dostagir, N.; Thompson, C.; Kobayashi, H.; Karim, A. M.;
Fukuoka, A.; Shrotri, A. Rh promoted In2O3 as a highly
active catalyst for CO2 hydrogenation to methanol. Catal. Sci.
Technol. 2020, 24, 8196-8202.
(3) Fujita, S.; Nakajima, K.; Yamasaki, J.; Mizugaki, T.;
Jitsukawa, K.; Mitsudome, T. Unique Catalysis of Nickel
Phosphide Nanoparticles to Promote the Selective
Transformation of Biofuranic Aldehydes into Diketones in
Water. ACS Catal. 2020, 7, 4261-4267.
(4) Maeda, K.; Uemura, Y.; Chun, W. J.; Satter, S. S.;

39

Nakajima, K.; Manaka, Y.; Motokura, K., Controllable
Factors of Supported Ir Complex Catalysis for Aromatic C-H
Borylation. ACS Catal. 2020, 24, 14552-14559.
(5) Mahardiani, L.; Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.
Structure and activity of activated carbon functionalized withmaleic anhydride by Diels-Alder reaction. Catal. Today 2020,
357, 409-415.
(6) Miyoshi, A.; Kato, K.; Yokoi, T.; Wiesfeld, J. J.; Nakajima,K.; Yamakara, A.; Maeda, K. Nano vs. bulk rutile TiO2:N,F in
Z-scheme overall water splitting under visible light. J. Mater.
Chem. A 2020, 24, 11996-12002.
(7) Mukundan, S.; Boffito, D.; Shrotri, A.; Atanda, L.;
Beltramini,
J.;
Patience,
G.
Thermocatalytic
Hydrodeoxygenation and Depolymerization of Waste Lignin
to Oxygenates and Biofuels in a Continuous Flow Reactor at
Atmospheric Pressure. ACS Sustainable Chem. Eng. 2020,
35, 13195-13205.
(8) Osuga, R.; Bayarsaikhan, S.; Yasuda, S.; Manabe, R.;
Shima, H.; Tsutsuminai, S.; Fukuoka, A.; Kobayashi, H.;
Yokoi, T. Metal cation-exchanged zeolites with the location,state, and size of metal species controlled. Chem. Commun.
2020, 44, 5913-5916.
(9) Padovan, D.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A. Facile
Preparationof
3-Acetamido-5-acetylfuran
from
N-Acetyl-D-glucosamine by using Commercially Available
Aluminum Salts. ChemSusChem 2020, 14, 3594-3598.
(10) Sagawa, T.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A., Effect of Lewis
acid on catalytic dehydration of a chitin-derived sugar
alcohol. Mol. Catal. 2020, 498, 111282.
(11) Satter, S. S.; Hirayama, J.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.;
Fukuoka, A. Water-Resistant Pt Sites in Hydrophobic
Mesopores Effective for Low-Temperature Ethylene
Oxidation. ACS Catal. 2020, 22, 13257-13268.
(12) Yabushita, M.; Fukuoka, A. Selective Separation of
Biomass-derived Sugars and Aromatics with Aromatic
Domains of Metal-organic Frameworks and Surface-modified
Silica. J. Jpn. Petrol. Inst. 2020, 4, 163-171.
(13) Yasuda, S.; Osuga, R.; Kunitake, Y.; Kato, K.; Fukuoka,
A.; Kobayashi, H.; Gao, M.; Hasegawa, J. Y.; Manabe, R.;
Shima, H.; Tsutsuminai, S.; Yokoi, T. Zeolite-supported
ultra-small nickel as catalyst for selective oxidation of
methane to syngas. Commun. Chem. 2020, 3, 129.
(14) De Chavez, D.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Hasegawa,J. On the Electronic Structure Origin of Mechanochemically
Induced Selectivity in Acid-Catalyzed Chitin Hydrolysis. J.
Phys. Chem. A 2021, 1, 187-197.
(15) Fujita, S.; Yamaguchi, S.; Yamasaki, J.; Nakajima, K.;
Yamazoe, S.; Mizugaki, T.; Mitsudome, T. Ni2P Nanoalloy as
an Air-Stable and Versatile Hydrogenation Catalyst in Water:
P-Alloying Strategy for Designing Smart Catalysts. Chem. Eur. J. 2021, 13, 4439-4446.
(16) Ishikawa, H.; Sheng, M.; Nakata, A.; Nakajima, K.;
Yamazoe, S.; Yamasaki, J.; Yamaguchi, S.; Mizugaki, T.;
Mitsudome, T. Air-Stable and Reusable Cobalt Phosphide
Nanoalloy Catalyst for Selective Hydrogenation of Furfural
Derivatives. ACS Catal. 2021, 2, 750-757.
(17) Yamaguchi, S.; Fujita, S.; Nakajima, K.; Yamazoe, S.;
Yamasaki, J.; Mizugaki, T.; Mitsudome, T. Air-stable andreusable nickel phosphide nanoparticle catalyst for the highly
selective hydrogenation of D-glucose to D-sorbitol. Green
Chem. 2021, 5, 2010-2016.

40(18) Li, L.; Dostagir, N. H. MD; Shrotri, A.; Fukuoka, A.;
Kobayashi, H. Partial Oxidation of Methane to Syngas via
Formate Intermediate Found for a Ruthenium-Rhenium
Bimetallic Catalyst. ACS Catal. 2021, 11, 3782-3789.
総説・解説(1) J. Wiesfeld, E. J. M. Hensen, K. Nakajima，Catalytic
Conversion of Lignocellulosic Biomass: Application of
Heterogeneous and Homogeneous Catalysts to Process
Biomass into Value-Added Compounds ， Advanced
Heterogeneous Catalysts Volume 1: Applications at the
Nano-Scale，Chapter 5, pp. 151-182, American Chemical
Society（2020）.
(2)小林広和,加藤寿也,福岡淳，ゼオライト担持金属触媒によるメタンの酸化的改質反応，触媒，62，363-368（2020）.
(3)小林広和,福岡淳，メタンの酸化的改質に資するゼオラ
イト担持金属触媒，触媒の劣化対策，長寿命化，第6章第7節，pp. 299-305, 技術情報協会（2020）.
招待/基調/依頼講演(1)小林広和:「触媒法によるキチンの解重合と含窒素化合物 合 成 」 , 第 126 回 触 媒 討 論 会 , オ ン ラ イ ン(2020/9/17). [Invited](2)福岡淳:「プラチナ触媒が北海道の流通・保存システムにパラダイムシフトを起こす～野菜の鮮度保持の超長期化に挑む産学連携～」,産学官連携研究会HoPE10月例会, 道総研プラザ（札幌市）＋オンライン(2020/10/7).
[Invited](3)小林広和:「触媒法によるバイオマスからの再生可能化
学品の合成」,第6回北大・部局横断シンポジウム,北海
道大学（札幌市）＋オンライン (2020/10/19). [Invited](4)福岡淳:「固体触媒による鮮度保持・生物活性物質合成技術」,第30回記念万有福岡シンポジウム,オンライン(2020/10/24). [Invited](5)小林広和:「触媒によるセルロース・キチンの解重合と生成物利用」,産業技術総合研究所第7回食・触コンソー
シアムワークショップ,産業技術総合研究所（つくば市）＋オンライン(2020/11/2). [Invited](6)小林広和:「触媒法によるキチンの解重合と含窒素化合物合成」,触媒学会・触媒工業協会交流サロン,オンライン(2020/12/11). [Invited](7)小林広和:「弱酸点を持つ炭素によるセルロースの加水分解」,第1回固体酸塩基点の作用と設計研究会セミナー/GSCセミナー,オンライン(2020/12/23). [Invited](8)福岡淳:「炭素触媒によるセルロースの変換」,炭素材料学会1月セミナー SDGsに貢献する炭素触媒化学の最前線,オンライン(2021/1/29). [Invited](9)福岡淳:「フードロス削減に向けて －プラチナ触媒による青果物の鮮度保持－」,北海道大学・日立北大ラボ
第2回フォーラムSociety5.0北海道の未来,サッポロファ
クトリーホール（札幌市）＋オンライン (2021/2/16).
[Invited](10)福岡淳,森武士:「プラチナ触媒を用いた青果物の鮮度保持技術」,フードロス削減コンソーシアム第1回フォー
ラム, 北海道大学（札幌市）＋オンライン(2021/3/19).
[Invited]

年報2020・研究室編●

触媒材料研究部門/ Catalyst Material
Research Division■2020年度の構成員〈教授〉清水研一・〈准教授〉古川森也・〈特任講師〉前野禅・〈助教〉鳥屋尾隆・〈特任助教〉S. M. A. Hakim
SIDDIKI・〈博士研究員〉今健一/Chong LIU/ Hyungwon
HAM/ Grazia MALTA/Gang WANG［2020/11/30～］・〈非常勤研究員〉Abeda Sultana TOUCHY・〈学術研究員〉小野寺渉・〈総合化学院/大学院博士課程〉Wiyanti Fransisca
SIMANULANG/ Kah Wei TING/Yuan JING/ Feilomg XING/
窪田博愛/安村駿作/ Jianshuo ZHANG/ Ke LIU・〈総合化学院/大学院修士課程〉Zhengxu CAI/ 中谷勇希/ 鎌倉春花/
井出創/ 高尾基史/ 山口太 一/ 植田泰平/ Ruoyun MA/
Xiaopeng WU/ Mengwen HUANG/ 印部拓人/ 宮﨑眞太/
Zengwei QIN/ Ruikun SHI/ Yuxiang WEN・〈工学部/学部学生〉林田英悟/ 竹歳昂一郎・〈研究生〉Duotian CHEN/ Chenxi
HE/ Zirui LI/ Guo XU/ Yucheng QIAN/ Ziyang WU/
Chenyang ZHANG（延期）/ Shirun ZHAO・〈技術補助員〉
高橋恵美■2020年度のうごき
2020年10月に峯真也非常勤研究員が,11月にGang WANG
博士研究員が着任した．5月にGrazia MALTA博士研究員，10月にChong LIU博士研究員が帰国した．総合化学院博士課程の1名が博士号を取得・卒業し，修士学士課程の9名が修了卒業し，工学部学士課程の2名が卒業した．

■研究課題
実験・理論・情報科学の3つのアプローチにより，小分子の変換，自動車排ガス浄化，サステナブルな官能基変換に高性能を示す固体触媒の設計を目指す．
1．触媒インフォマティックスの創成に向けて固体触媒分野におけるマテリアルズインフォマティク
ス（MI）の萌芽的取り組みとして，触媒素過程として酸素
欠陥生成, Lewis酸塩基相互作用の2つに焦点を絞り，触媒
表面・反応分子の構造・電子状態と各素過程の熱力学的な起こりやすさを網羅的に理論計算し，機械学習を併用したデータ解析を行ってきた．触媒分野におけるMI手法の確立には程遠いが，本手法が触媒素過程の一般則の考察に利用できることがわかってきた（《論文4,10,18,19》）．
2020 年 度 の ト ピ ッ ク ： 金 属 酸 化 物 の redox 触 媒 作 用（Mars-Van Krevelen機構）においては，触媒サイクルは還元剤による表面酸素の除去（欠陥生成）と欠陥上での含酸
素分子の解離吸着（表面酸素の回復）の2サイクルで進行する．表面酸素欠陥は担体上の金属微粒子の安定性にも影響するため，理論データに基づいた触媒劣化対策の鍵因子●年報2020・研究室編となりうる．従って，各種酸化物表面のEOvacの理論値を網羅的に計算すれば理論先導型の触媒・担体探索が可能になる．しかしながら，第一原理計算による多様な系の系統的な表面酸素空孔形成エネルギー（EOvac）の計算は困難であり，先行例はほとんど無い．我々は日沼が開発した無極性
かつ化学量論的に正しいスラブモデルの自動作成アルゴ
リズムを用いて，20種の酸化物（半導体・絶縁体）の32
表面のEOvac及び電子状態に関する記述子（バンドギャップ
等）を第一原理計算により求めた．
構造モデルの例をFig. 1a-dに示す．様々な記述子のな
かでも，バンドギャップと酸化物生成エネルギーがEOvacと相関性があり（それぞれFig. 1e,f），バンドギャップが小さいほど，また，生成エネルギーの絶対値が小さいほど酸
素欠陥が生成しやすいことがわかった．表面のO2-をOとして除去する場合，電子を価電子帯から伝導帯に2つ励起する必要があり，これにはバンドギャップの2倍のエネル
ギーを要すると考えると，EOvacのバンドギャップに対する依存性が定性的に理解できる．また，金属単体とO2分子からバルク酸化物を生成するための酸化物生成エネルギー（バルクにおける金属と酸素の結合強さ）とEOvacの相関も理解しやすい．機械学習（Extra Trees Regression）を利用して全ての記述子の重要度を定量的に比較したところ（Fig. 1g）
，バンドギャップ，生成エネルギー以外にも，
電子親和力，仕事関数等も比較的重要な因子であることがわかった．将来，様々な酸化物表面のEOvacと記述子の網羅的計算データが取得できれば，記述子の計算と機械学習により短時間で新規材料候補のEOvac を計算することが可能になる．次に，上述32表面の一部について，酸素欠陥にO2あるいはCO2 を吸着させた場合の吸着エネルギーを計算
し， EOvac との相関を求めた（Fig. 1h,i）．O2 分子は必ずside-on吸着し，片方のOがO空孔サイトに入り，もう片方のOは担体の金属原子に近接する．O空孔へのO2分子吸着エネ
ルギー（EO2ads）はEOvacと強く相関し，酸素欠陥が熱力学的に生成しにくい表面ほど，生成した欠陥上での吸着O2種は安定である．すなわち，EOvacを各種酸化物表面での分子の吸着しやすさの指標に用いることができる．CO2では，ほとんどのケースで解離吸着が起こり（●点），CO2分子の片方のOがO空孔を埋め，残ったCO分子のCが金属原子に近接する．この場合もO2 同様，O空孔へのCO2 分子吸着エネル
ギー（ECO2ads）はEOvacと強く相関する．EOvacが小さい系では（○点），CO2が分子状吸着（非解離吸着）する．SnO2では（△点），CO2分子が折れ曲がり，Cが空孔サイトに入ったCO2分子のO，分子の残りのO，そして担体のOの合計3つのOとsp2結合するため，解離吸着と物理吸着の中間の吸着形態であった．以上よりCO2分子の吸着において，EOvacの大きさがCO2の吸着形態（解離の有無）の指標に用いることも可能である．他の分子（NO，CO，H2）の場合でも同様の傾向が得られたことから，EOvacをもとに吸着エネルギーと吸着モードの予測が可能であるといえる．
様々な金属酸化物のEOvacがバンドギャップやバルク生
成エネルギー等の物性値を記述子に用いた機械学習により低い計算コストで予測可能であること，EOvacが様々な金
属酸化物表面での各種分子の吸着・活性化の指標に利用できることがわかった．今後，さらに広範な物質においても同様の検討を行えば，様々な候補材料上での様々な反応分子の吸着・活性化に関する計算機スクリーニングが可能となるはずである．

41

42

(a)

(b)

4

(c)

2

2

X10

0

-2

-2

-4

-6

-4

-6

In2O3 bulk

Ag
Cu
Re
Au
Pd
Ir
Pt

0

-2

aa

0

E-EF (eV)2

E-EF (eV)

金属/酸化物担体の境界（perimeter）サイトでは，担体表面の電子状態が隣接金属により変化するため，触媒特性が変化する．担体（In2O3）と金属ナノ粒子のperimeterモデ
ルとして，In2O3(111)上に各種金属（Ag，Au，Cu，Ir，Pd，
Pt，Re）のナノロッドを吸着させた構造を作成した（Fig.
2）．
金属のフェルミ準位が表面のO空孔の欠陥エネルギー準
位よりも深い場合，金属に近いサイトからOが除去されると，金属が過剰な電子を受け入れる電子スカベンジャーとして機能しうる．各モデル上のEOvacの最小値は，O除去に伴うナノロッドへのBader電荷の変化量と非常に強い相関があり，金属が電子スカベンジャーとして強く機能すると，最小EOvacが下がることが示された．このため，金属ごとの最小EOvacは，金属の仕事関数（フェルミ準位の位置）の増加とともに減少する．また，担体の価電子帯よりも高いエネルギー準位に，吸着した金属と担体の表面Oの化学的結合がある場合，このOを抜いた際のEOvacは小さくなる傾向があった（Fig. 3）．上記の知見は，高活性な金属/
酸化物界面サイトを設計する際の指針となる．

Fig. 2 (a) A nanorods-on-slab model. Plot of minimum
EOvac vs (b) Bader charge transfer to the nanorod upon O
desorption and (c) support work function. A positive
value in the horizontal axis in (b) shows that the nanorod
gain electrons. In (c), the electron affinity (EA) andionization potential (IP), which are the positions of the
CBM and VBM against the vacuum level, respectively, ofthe In2O3 (111) slab are also shown.

E-EF (eV)Fig. 1 (a-d) Examples of surface models. Correlation
between EOvac and e) band gap and (f) bulk formationenergy. (g) Feature importance of various descriptors ofEOvac. EOvac dependence of (h) O2 and (i) CO2 molecule
adsorption energy on a O vacancy site. The adsorption
mode is all dissociative adsorption in (h), and in (i), ○ isphysical adsorption, ● is dissociative adsorption, and △is others.

-4-6

In2O3 slab
w/ vacancies

Metal slabaaFig. 3 Site-projected DOS of (a) In2O3 bulk, (b) In2O3 slab
with one O vacancy on each side that minimizes EOvac,and (c) work function of metals.

年報2020・研究室編●

最安定なアナターゼ(101)面とルチル(110)面への様々な分子（水素，窒素，一酸化炭素，二酸化炭素，アンモニ
ア，水，硫化水素，アルカン，アルケン，アルキン，アルコール，アルデヒド，ケトン，カルボン酸，アミン，アミド，ニトリル，芳香族化合物など計 41 分子）の吸着エネ
ルギーを周期的密度汎関数法により見積もった．汎関数はPBEsol を用い，吸着エネルギーを正確に見積もるために
Grimme の分散力補正を加えた．これらの分子の HOMO とLUMO 準位のあいだに相関が全くなく，統計的に独立した変数であることが確認された．化学的性質の異なる多様な分子を選択した結果を反映している．
アナターゼ(101)面における吸着エネルギーは分子のHOMOのエネルギー準位とよく相関した（Fig. 4）．一方，
LUMOとの相関は見られなかった．この結果は表面の吸着においてもフロンティア軌道（HOMOの準位）が重要な役割を果たしていることを示す．
FMO理論の摂動論に基づいた説明では，軌道間のエネル
ギー差が小さく，重なりが大きい場合に相互作用が大きくなる．Fig. 5に示すようにTiO2表面のconduction band(CB)と分子のHOMOのエネルギー差が小さい．さらにDOSの解析

R2 = 0.64

Eads (eV)

-0.5

-1.0

-1.5

-10

-8
HOMO (eV)-6Fig. 4 Adsorption energies (Eads) of small molecules as afunction of the HOMO level for an anatase (101) surface.

Fig. 5 DOS of for an anatase TiO2(101) surface and the
HOMO and LUMO levels of isolated molecules.

●年報2020・研究室編

Fig. 6 Schematic representation of the orbital
interaction.
により，CBは主にTiのd軌道からなることがわかった．TiO2
表面のCBと分子のHOMOのエネルギー差が小さく，分子のHOMOとCBのd軌道との重なりが大きいため，特にHOMOの寄与が重要である．また，HOMO-1はHOMOのエネルギー準位との相関が高かった．このため例外はあるにしても統計的にはHOMO-1の重要性は低く，FMO理論が示唆するようにフロンティア軌道のみで表面化学現象を理解することができた（Fig. 6）．
上述のように，安定表面のLewis酸点における分子吸着
エネルギーはFMO理論の拡張により半定量的に理解できた．次に，酸素欠陥（Ovac）を有するTiO2表面に検討範囲を広げ，理論の拡張を試みた．TiO2表面のOvacはSTMなどの表面科学実験によって確認されており，多くの実験・理論研究が報告されてきた．しかしながら，欠陥を有する
TiO2表面の分子吸着の研究は散発的な報告が多いため，
包括的な理論は無い．我々は，Ovacを含むTiO2表面上の様々な分子の吸着エネルギーを網羅計算し，Ovacが及ぼす分子吸着への影響をフロンティア分子軌道理論の観点から考察した．
アナターゼ(101)面とルチル(110)面のOvac 表面に対して，吸着エネルギーを周期的密度汎関数法により見積もった．吸着分子として，41種類の非ラジカル分子と，Ovac 由来の表面過剰電子が影響を与えると推測されるラジカル（O2，NO，NO2の3種類）の計44種類を対象とした．
アナターゼTiO2(101)及びルチル(110)の欠陥表面に対する電子状態密度（DOS）において，バンドギャップ内に
清浄表面には見られなかった欠陥準位が存在していた（Fig. 7）
．これに対する分子軌道（MO）を確認したところ，アナターゼTiO2(101)では，Ovac部位に電子密度が大きく存在する電子状態であった．一方，ルチルTiO2 (110)面では，subsurfaceに過剰電子が局在している電子状態であった．分子吸着を検討したところ，アナターゼ表面では，ほとんどの分子がOvac部位に吸着する構造が最安定であったのに対し，ルチル表面では，Ovac付近ではなく，清浄表面と同様のサイトに吸着する安定構造が多数見られた．この結果は，欠陥準位の分子軌道（MO）から予想されるように，アナターゼ型では，Ovac由来の過剰電子が分子吸着に大きく関与する一方， ルチル型では大きく関与しないためであると考察される．アナターゼ，ルチルいずれの場合も，全ての分子の吸着エネルギーが欠陥付与に伴って増加した．
欠陥付与に伴う各分子の吸着エネルギーの増加量は分子・表面により異なった．各系における表面と分子の相43DOS (arbitrary units)

互作用をMOの観点で考察した．例として，各欠陥表面に，
acetoneまたはNOを吸着させた構造をFig. 8に示す．acetone
は，どちらの表面においてもOvac部位に吸着する構造が安定であり，どちらのDOSにおいても，バンドギャップ内に欠陥準位がみられた．欠陥準位に対するMOを確認すると，
アナターゼ型の場合，Ovacに存在するTiの3d軌道とacetoneのC=O結合由来のπ*軌道間で結合性相互作用している描像が確認され(Fig. 8)，Ovac由来の過剰電子が表面欠陥の修復に重要な役割を果たしていることが理解できる．一方，ルチル型の場合，過剰電子はsubsurfaceに局在したままであり（Fig. 8b），acetoneとの相互作用は見られなかった．しかし，ルチル型においてもNO吸着の場合については，
Ovac由来の過剰電子との相互作用がみられた(Fig. 8c)ことから，ラジカル種の吸着については，過剰電子が大きな影響を与えており，これは吸着エネルギー(Eads)の大きさ
からも確認された．

-6.0

-4.0

-2.0 0.0
E-EF (eV)

2.0

4.0

DOS (arbitrary units)-8.0

Fig. 9 Eads as a function of (a) the HOMO level and (b) the
LUMO level for an anatase (101) suafece with an O
vacancy. The correlations of Eads with frontier orbital(HOMO and LUMO) energies on the perfect surface areshown in (c) and (d), respectively. While the black line
represents a regression line for the 41 nonradical
molecules, the red line includes O2 and NOx species. The
black and red circles show the 41 nonradical molecules
and three radical species (O2 and NOx), respectively.

-5.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0
E-EF (eV)Fig. 7 DOS plots and molecular orbitals for the defectlevel for (top) anatase (101) and (bottom) rutile (110)
surfaces.

(a)Fig. 10 Schematic representation of the orbital
interactions between the HOMO (SOMO) and LUMO of
an isolated molecule and a TiO2 surface with or without
an O vacancy.

Fig. 8 Molecular orbitals of adsorption structures for (a)acetone on an anatase (101) surface with an oxygen
defect, (b) acetone on a rutile (110) surface with an
oxygen defect, and (c) NO on a rutile (110) surface withan oxygen defect.
アナターゼTiO2(101)面の清浄表面と欠陥表面におけるEadsと重要記述子（各分子の電子状態）の相関関係をFig. 9に示す．本研究ではラジカル種を加えたことで，HOMO(ラジカル種のSOMOを含む)に関するR2値は清浄表面，欠陥表
面で各々0.47，0.32と，非ラジカル種のみ考慮した場合（0.64及び0.45）より低くなった．この清浄表面に対するR2値は，LUMOに関するR2値 (Fig. 9d) と比較すると十分に大きく，第4章で述べたように，ラジカル種の有無に依らず，吸着分子のHOMOと固体表面の伝導体 (CB) 間の相互44

作用（分子の電子供与能）が吸着力に大きく影響することを示す（Fig. 10a）
．一方，欠陥表面では，LUMOとEads間のR2（Fig. 9b)がHOMOに関するR2値（Fig. 9a)より大きい．
この結果は，欠陥表面では分子のHOMOと固体表面のCB間だ
けでなく，分子のLUMOと固体表面の欠陥準位の相互作用も化学吸着に重要な役割を果たすことを意味する（Fig.
10b）．
最後に，データの機械学習を行い，寄与度の高い3種の記述子（吸着分子のHOMO，LUMO，dipole moment）のEadsに対する影響を定量化した（Fig. 11a）．吸着分子のHOMOが統計的な基準値（ゼロ点）よりも高い（赤で表記）ほど吸着分子は安定，即ち分子と表面の軌道相互作用が大きく，
HOMOが低い（青で表記）ほど吸着分子は不安定である．LUMO
に関しては，多くの場合LUMOが基準値より高い（赤で表記）
ほど吸着分子は不安定である．ラジカル分子の場合（O2，NO2，NO），LUMOの寄与度が例外的に高い．LUMOが基準値よ

年報2020・研究室編●

り低いほど吸着分子は顕著に安定化する（Fig. 11b）．このように，DFTデータに機械学習的解析を行うことで，分子と表面の軌道間相互作用に関する仮説や材料設計の方向性を引き出すことができる．

Catalyst

Fig. 11 (a) SHAP (SHapley Additive exPlanations) value
corresponding to several descriptors (HOMO (SOMO),LUMO, and dipole moment). (d) Force plot between the
LUMO and LUMO effect on the prediction of Eads.
2．固体触媒による低級アルカン, CO2変換
化石資源のミニマム利用に資する固体触媒法の開発と触媒設計に向けた基礎研究を行っている．
2020年度のトピック： CO2/H2混合ガスにより芳香族をメチル化する触媒法を開発した（《論文17》）．
3．排ガス浄化用触媒の設計指針
自動車排ガスの浄化に有効な固体触媒の開発と触媒設計に向けた基礎研究を行っている．
2020年度のトピック： CHAゼオライト内へのPdの原子状分散化現象を解明した（
《論文1》
）
．

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
成蹊大学, 大島 一真助教, 神奈川大学, 石川理史助教, 首都大学東京, 猪股 雄介特任助教, 大阪府立大学, 岡田健
司助教, 室蘭工業大学, 神田康晴准教授, 広島大学, 津野地直助教, 東京工業大学, 高山大鑑助教, 広島大学, 樽谷直紀教授, 早稲田大学, 小河脩平准教授, 滋賀県立大学,
鈴木一正講師らとの共同研究を行った.

■2020年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Yasumura, S.; Ide, H.; Ueda, T.; Jing, Y.; Liu, C.; Kon, K.;
Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. Transformation of Bulk
Pd to Pd Cations in Small-Pore CHA Zeolites Facilitated by
NO. JACS Au 2021, 1, 201-211.
(2) Inomata, Y.; Kubota, H.; Hata, H.; Kiyonaga, E.; Morita,
K.; Yoshida, K.; Sakaguchi, N.; Toyao, T.; Shimizu, K.;
Ishikawa, S.; Ueda, W.; Haruta, M.; Murayama, M. Bulk
Tungsten-substituted Vanadium Oxide for Low-temperature●年報2020・研究室編

NOx Removal in the Presence of Water. Nat. Commun. 2021,
12, 557.
(3) Zhao, P.; Boekfa, B.; Shimizu, K.; Ogura, M.; Ehara, M.,
Selective catalytic reduction of NO with NH3 overCu-exchanged CHA, GME, and AFX zeolites: a density
functional theory study. Catal. Sci. Technol. 2021, 11,1780-1790.
(4) Hamamoto, N.; Tatsumi, T.; Takao, M.; Toyao, T.;
Hinuma, Y.; Shimizu, K.; Kamachi, T. Effect of Oxygen
Vacancies on Adsorption of Small Molecules on Anatase and
Rutile TiO2 Surfaces: A Frontier Orbital Approach. J. Phys.
Chem. C 2021, 125, 3827-3844.
(5) Siddiki, S.; Rashed, M. N.; Touchy, A. S.; Jamil, M. A. R.;
Jing, Y.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. Hydrolysis ofamides to carboxylic acids catalyzed by Nb2O5. Catal. Sci.
Technol. 2021, 11, 1949-1960.
(6) Murayama, T.; Ishikawa, S.; Hiyoshi, N.; Goto, Y.; Zhang,
Z. X.; Toyao, T.; Shimizu, K.; Lee, S.; Ueda, W. Highdimensionally structured W-V oxides as highly effective
catalysts for selective oxidation of toluene. Catal. Today
2021, 363, 60-66.
(7) Yasumura, S.; Liu, C.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
Lean NOx Capture and Reduction by NH3 via NO+
Intermediates over H-CHA at Room Temperature. J. Phys.
Chem. C 2021, 125, 1913-1922.
(8) Ogura, M.; Shimada, Y.; Ohnishi, T.; Nakazawa, N.;
Kubota, Y.; Yokoi, T.; Ehara, M.; Shimizu, K.; Tsunoji, N.
AFX Zeolite for Use as a Support of NH3-SCR Catalyst
Mining through AICE Joint Research Project ofIndustries-Academia-Academia. Catalysts 2021, 11, 163.
(9) Ting, K. W.; Maeno, Z.; Siddiki, S.; Shimizu, K.; Toyao, T.
Reverse Water-Gas Shift Reaction via Redox of Re
Nanoclusters Supported on TiO2. Chem. Lett. 2021, 50,
158-161.
(10) E Hamamoto, N.; Tatsumi, T.; Takao, M.; Toyao, T.;
Hinuma, Y.; Shimizu, K.; Kamachi, T. Effect of Oxygen
Vacancies on Adsorption of Small Molecules on Anatase and
Rutile TiO2 Surfaces: A Frontier Orbital Approach. J. Phys.
Chem. C 2021, 125, 3827-3844.
(11) Jeon, J.; Ham, H.; Xing, F. L.; Nakaya, Y.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. PdIn-Based Pseudo-Binary Alloy as a Catalyst
for NOx Removal under Lean Conditions. ACS Catal. 2020,
10, 11380-11384.
(12) Maeno, Z.; Wu, X. P.; Yasumura, S.; Toyao, T.; Kanda,
Y.; Shimizu, K. In-Exchanged CHA Zeolites for Selective
Dehydrogenation of Ethane: Characterization and Effect of
Zeolite Framework Type. Catalysts 2020, 10, 807.
(13) Nakaya, Y.; Hirayama, J.; Yamazoe, S.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Single-atom Pt in intermetallics as anultrastable and selective catalyst for propane dehydrogenation.
Nat. Commun. 2020, 11, 2838
(14) Nakaya, Y.; Miyazaki, M.; Yamazoe, S.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Active, Selective, and Durable Catalyst for
Alkane Dehydrogenation Based on a Well-Designed
Trimetallic Alloy. ACS Catal. 2020, 10, 5163-5172.
(15) Liu, C.; Kubota, H.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
Mechanistic insights into the oxidation of copper(i) species
during NH3–SCR over Cu-CHA zeolites: a DFT study. Catal.
Sci. Technol. 2020, 10, 3586 -3593(16) Liu, C.; Kubota, H.; Amada, T.; Kon, K.; Toyao, T.;
Maeno, Z.; Ueda, K.; Ohyama, J.; Satsuma, A.; Tanigawa, T.;45

Tsunoji, N.; Sano, T.; Shimizu, K. In Situ Spectroscopic
Studies on the Redox Cycle of NH3-SCR over Cu-CHA
Zeolites. ChemCatChem 2020, 12, 3050-3059.
(17) Ting, K. W.; Kamakura, H.; Poly, S. S.; Toyao, T.;
Siddiki, S.; Maeno, Z.; Matsushita, K.; Shimizu, K. Catalytic
Methylation of Aromatic Hydrocarbons using CO2/H2 overRe/TiO2 and H-MOR Catalysts. ChamCatChem 2020, 12,2215-2220.
(18) Liu, C.; Li, Y. X.; Takao, M.; Toyao, T.; Maeno, Z.;
Kamachi, T.; Hinuma, Y.; Takigawa, I.; Shimizu, K. Frontier
Molecular Orbital Based Analysis of Solid-Adsorbate
Interactions over Group 13 Metal Oxide Surfaces. J. Phys.
Chem. C 2020, 124, 15355-15365.
(19) Hinuma, Y.; Kamachi, T.; Hamamoto, N.; Takao, M.;
Toyao, T.; Shimizu, K. Surface Oxygen Vacancy Formation
Energy Calculations in 34 Orientations of β-Ga2O3 andθ-Al2O3. J. Phys. Chem. C 2020, 124, 10509-10522.
(20) Miyazaki, M.; Furukawa, S.; Komatsu, T. Correlation
between Activation Energy and the Electronic State of
Pd-Based Bimetallic Catalysts for H2-D2 Equilibration
Obtained by XPS and DFT Calculations. Bull. Chem. Soc.
Japan 2020, 93, 1020-1025.
(21) Jing, Y. X.; Wang, Y. Q.; Furukawa, S. Y.; Xia, J.; Sun,
C. Y.; Hulsey, M. J.; Wang, H. F.; Guo, Y.; Liu, X. H.; Yan,
N. Towards the Circular Economy: Converting Aromatic
Plastic Waste Back to Arenes over a Ru/Nb2O5 Catalyst.
Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 5527-5535.
著書(1)日沼洋陽，蒲池高志，鳥屋尾隆，清水研一「材料およびプロセス開発のためのインフォマティックスの基礎と研究開発最前線」（分担執筆）,シーエムシー出版, 東京（2020）pp.187-194.
(2)日沼洋陽，清水研一「触媒の劣化対策，長寿命化」（分担執筆）,技術情報協会,東京, pp.365-373.
総説/解説(1)鳥屋尾隆,清水研一,瀧川一学,機械学習・計算化学を併用した固体触媒研究,分離技術,50,31-36(2020).
(2)鳥屋尾隆,清水研一,機械学習を併用した触媒・反応探
索：最近の動向,CICSJ Bulletin (Web),38,33-35(2020).
(3)鳥屋尾隆,清水研一 CO2 とH2 からの低温メタノール合
成,水素エネルギーシステム,45,30-35(2020).
(4)窪田博愛,鳥屋尾隆,清水研一,Cu-AFXゼオライト上での
ア ン モ ニ ア 脱 硝 メ カ ニ ズ ム , ゼ オ ラ イ ト ,38,11-16(2021).
招待/基調/依頼講演・国際会議(1)清水研一：「XAFSと他の手法を併用した触媒作用機構研
究：排ガス浄化，水素化，アルカン脱水素を例に」，第946

回SPring-8グリーンサスティナブルケミストリー研究会/第55回SPring-8先端利用技術ワークショップ「-環境関連
触媒開発の最前線-」，オンライン開催, （2020/12/18）.
［依頼講演］(2)清水研一：「理論化学・データ科学を利用した固体触媒の研究・開発を目指して」,日本物理学会 第76回年次大会 共催シンポジウム「革新材料開発」の進展, オンラ
イン開催,（2021/3/13）.［依頼講演］(3)古川森也：「多元素合金を駆使した 高効率脱水触媒シ
ステムの開発」, 水素エネルギー協会 第163回定例研究会, オンライン開催, (2020/10/30). [招待講演](4)古川森也：「合金材料を用いた 触媒科学の研究」, 石
油 学 会 第 20 回 北 海 道 支 部講演 会 , オ ン ラ イ ン 開 催,(2020/12/4). [招待講演](5)古川森也：「多元素合金を駆使した反応場の設計と高効率脱水素触媒システムの開発」, MRMフォーラム2020, オ
ンライン開催, (2020/12/8). [招待講演](6) Furukawa, S: "Highly efficient catalysis based on
multimetallic
alloys"The
21st
RIES-HOKUDAIInternational Symposium, Hokkaido University, Japan(2020/12/10). [Invited Lecture](7)古川森也：「合金材料を駆使した 革新的反応場の創製」, 令和2年度日本表面真空学会 東北・北海道支部講演会, オンライン開催, (2021/3/5). [招待講演](8)鳥屋尾隆：「データ科学を用いた固体触媒研究」, 触媒学会 千葉地区講演会, オンライン開催, (2020/7/9).
[招待講演](9)鳥屋尾隆：「二酸化炭素の資源化を目指した固体触媒研究」, 2020年度人工光合成研究拠点第2回講演会, オンライン開催, (2020/10/21). [招待講演]
受賞(1)古川森也：「合金材料を基盤とした高効率NOx還元およびアルカン脱水素触媒の開発」,（2021/3/12）.《2020年度石油学会奨励賞》(2)中谷勇希：「金属間化合物中の孤立Ptサイトを用いた高効率プロパン脱水素」,第127回触媒討論会（2021/3/21）.
《学生優秀講演賞》(3)宮﨑眞太：「O2共存下におけるCO2吸蔵・還元的有効利
用反応に有用な二元機能触媒の開発」,第127回触媒討論会（2021/3/21）.《学生ポスター発表賞》(4)安村駿作：「CHAゼオライト内Inヒドリドを触媒活性点とする選択的エタン脱水素反応」,第126回触媒討論会（2020/9/18）.《学生口頭発表賞》(5)安村駿作：「バルクPdの分散化現象を利用した高担持Pd
導入CHAゼオライトの調整とNO吸着脱離特性」,日本化学会第101回春季年会(2021)（2021/3/21）.《学生講演賞》

年報2020・研究室編●

光触媒科学研究部門/ Photocatalysis
Research Division■2020年度の構成員〈教授〉大谷文章・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈助教〉
高島舞・〈秘書（技術補佐員）〉青木加苗［～2020/12/31］・〈秘書（技術補助員）〉高橋真梨奈・〈技術補助員〉黒河雄幸/ /村山恭子・〈博士研究員〉木村摩耶・〈訪問研究員 〉 Kunlei WANG ・ 〈 訪 問 大 学 院 生 〉 TamerKHEDR/Pichnaree SAKUNA［～2020/04/08］/・〈環境科学院/大学院博士課程〉義煎健太/Guangyi CHEN/Yang
SHEN/Tharishinny
RAJA-MOGAN/Mahbub
Alam
AKANDA/Fitri Rizki AMALIA〈環境科学院/大学院修士課
程〉小池沙耶佳/Xuezhi ZHU/Dong ZHANG/Lei WANG/Li
WANG■2020年度のうごき
教員，秘書，博士研究員および学術研究員は2019年度からひきつづいて勤務した．電子トラップ研究コンソーシア
ムの研究員（技術補助員）として村山恭子と黒河雄幸が昨
年度よりひきつづき勤務している．これまでに多数あった
訪問大学院生あるいは研究員は，コロナ禍のためゼロであった． 2020年4月に，昨年度から研究生として在籍していた中国人留学生2名が修士課程（環境科学院環境物質科学専攻）に入学した．2021年3月に，Yang SHEN/Tharishinny
RAJA-MOGANの2名が博士課程を修了して博士（環境科学 ） の 学 位 を ， 小 池 沙 耶 佳 ， Xuezhi ZHU お よ び Dong
ZHANGの3名が修士課程を修了して修士（環境科学）の学位を取得した．Guangyi CHENは，博士論文公開発表会を終えて単位取得退学した（2021年6月に学位取得予定）．

■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．
しかし，研究をすすめるにつれて，触媒や光触媒として利用される無機固体材料を同定することなく議論してきたことや，光触媒反応の速度論では光吸収という初期物理
過程が無視されてきたことに気づかされた．つまり，これ●年報2020・研究室編までの議論に価値があったのかを再考せざるをえない状
況になっているのも事実である．
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．その基本となるのは従来の光触媒反応についての基本概念の「みなおし」である．
光触媒反応に関する研究はこれまで40年以上にわたって，半導体の電子エネルギー構造であるバンド構造モデル
をもとに議論されてきた．基本となるのは，バンドギャッ
プ（禁制帯幅）をこえるエネルギーの光を吸収することによって，電子が充満した価電子帯から空の伝導帯への電子励起がおこり，このとき生じる価電子帯の正孔と伝導帯の励起電子が半導体表面に吸着された基質をそれぞれ酸化，還元するか，両者が再結合して失活するという機構である．このモデルでは，伝導帯下端と価電子帯上端のエネル
ギーがそれぞれ還元，酸化される基質の標準電極電位より上（カソード側），下（アノード側）であれば反応が進行しうることを矛盾なく説明できるが，本来はこの熱力学的な説明だけが可能であることが認識されなくなり，現在では，光触媒反応機構がすべてこれによって説明される（試みられる）ことがほとんどである．問題は，このバンド構造モデルがバルクの構造のみできまることで，おなじ結晶型であれば条件はおなじになってしまい，実際の活性のちがいを説明できない．また，あくまで熱力学的な考察のみが可能であり，もっとも重要な反応速度すなわち光触媒活性に関する情報を一切ふくんでいない．また，熱力学的には，励起電子－正孔の再結合はつねに可能であり，実際の反応効率（量子効率）を決定する再結合と表面基質との反応との速度定数比に関する議論ができない．さらにいえば，バルクの結晶構造だけをパラメータとしてふくむということは，光触媒材料を「同定」しないことであり，構造－活性相関を吟味することは絶望的といってもよい（同定せずに議論して混乱が生じたことから有機合成化学の分野において同定が必須になったことをかんがえればわか
りやすい）．本部門では，新規な測定法として逆二重励起
光音響分光法を開発し，これによってほぼすべての金属酸化物と窒化炭素などの無機半導体材料中の電子トラップ
密度のエネルギー分布（ERDT＝energy-resolved distributionof electron traps）を計測できることをしめしてきた（2. 逆二重励起光音響分光法の開発と固体無機材料の構造評価への応用）．このERDTパターンは，有機化合物の同定におけるNMRパターンと同様に「指紋」として無機固体材料を同定することができる．逆にいえば，これまでの固体材料の構造－活性（特性）相関の議論は，同定もせずに行われてきた，あるいは，同定できる構造特性をパラメータとしてつかわずに議論されてきたことになる．現在は，ERDT
パターンを利用する新規な光触媒設計法について検討をすすめている．
また，バンド構造モデルでの説明は，ほぼすべて「伝導体の励起電子と価電子帯の正孔」から出発し，それが生じるための光吸収という物理過程について考察されること47

は皆無ともいえる．光触媒活性，すなわち光触媒反応の速度論解析において，光束（光子の入射速度）に対応する光強度および吸収効率を含めて定式化が必要であるが，実際にはおなじ光源をつかい，吸収端より短波長側であれば，どのような光触媒，反応系でも一定であると仮定するか，あるいは無視されてきた．本部門では，光触媒反応の作用スペクトル解析および光強度依存性解析法を開発し，さまざまな反応系に応用してきた（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）が，そのなかで多くの光触媒反応系について，反応速度が強度に比例す
る一次の依存性ではなく，1未満あるいは2あるいはそれをこえる高次の光強度依存性をしめすことをあきらかにしてきた．これは，励起電子と正孔による化学反応過程より前段の光吸収という物理過程の重要性をしめしており，従来つかわれてきた速度式をおおきく修正する必要性を示唆している．
2020年度のトピック： 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単行本や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 《 論 文 1,4,5, 7 ～ 12,14,15,17 ～
19,21,22/著書1/解説2,5,6/講演2～8,10～15,17》．さらに，これまでになかった光触媒反応系として，酸化チタン
逆オパール構造の空孔にひとつずつ金ナノ粒子が配置された試料を調製し，逆オパール構造によるストップバンド
波長の単色光を照射したときのみ高い光触媒活性があらわれることを確認した．これは，従来行われてきた量子効率の向上ではなく，光吸収効率を向上させる戦略によっても高活性化が可能であることを示唆している《論文20/解説3/講演9,16》．
2. 逆二重励起光音響分光法の開発と固体無機材料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簡単に測定できるが，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．光音響分光法（PAS）
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，光吸収特性を評価することができる．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（DB-PAS）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．
DB-PASにおいては，変調光を波長走査し，連続光は単色
光あるいは多色光で波長走査はおこなわない．この波長走
査/非走査を逆にし，連続光を波長走査，変調光を一定波長とする測定手法が逆二重励起光音響分光法（RDB-PAS＝reversed double-beam photoacoustic spectroscopy）である．
酸化チタンや酸化タングステンなど半導体に分類される
金属酸化物は，真空中あるいは水素雰囲気下で加熱した
り，電子供与体存在下で光を照射したりすることにより，それぞれ灰色，青色に変化する．これは，電子の蓄積すな
わち金属イオンの還元が起こるためであるが，試料によってある一定量までしか蓄積が起こらないことから，電子を収容できる空の準位である「電子トラップ」が存在すると考えてよい．これまで，酸化チタン粉末中の電子トラップ

48のエネルギーが伝導帯下端から0.2～0.3 eVの範囲にある
ことが光化学法により明らかにされているが，その測定は容易ではなかった．RDB-PASをもちいると，波長走査する
連続光により価電子帯の電子を電子トラップに直接光励起させ，電子トラップへの電子の蓄積によって生じる可視光から近赤外光領域の吸収を波長固定変調光により光音響検出することが可能である．連続光を長波長側すなわち
低エネルギー側から走査すると，深い（低エネルギー）の
電子トラップから順に埋めることとなり，累積総量に相当する光音響信号のスペクトルがえられる．これを長波長側から微分すると，電子トラップのエネルギー分布となるというのがRDB-PASによる電子トラップ密度分布解析の原理である．光化学法によりもとめた電子トラップの総密度をつかってデータを較正することによって，電子トラップ密度 の エ ネ ル ギ ー 分 布 で あ る ERDT （ energy-resolved
distribution of elelctron traps）を，価電子帯上端（VBT＝valence-band top）を基準とするエネルギーの関数としてもとめることができる．おなじ装置をつかってえられる通常の光音響スペクトルの吸収端波長からバンドギャップをもとめ，ERDTとおなじくVBT基準の伝導帯下端（CBB＝conduction-band bottom ） を 表 示 す る こ と に よ っ て ，
ERDT/CBBパターンとなる．
市販酸化チタンの測定結果の例を図1にしめす．結晶型によってパターンに特徴があるようにみえるが，おなじカテゴリー（たとえば大部分がアナタースで少量のルチルをふくむ「A＋R」やアナタースのみの「A」）でそれぞれ数種の粉末のパターンを比較すると，ERDTパターンの類似性はひくい．アナタースやルチルがそれぞれ単独の場合には，
CBBだけはほぼ一致した．これは，バンドギャップに相当
するCBBがバルクの特性だけできまることに対応する．これに対して，おなじ結晶構造でも変化するERDTは表面構造を反映している可能性がある．実際に，各種酸化チタンの
電子トラップの総密度を比表面積に対してプロットすると「ある程度の直線性をもつ正の相関関係」がみとめられたことから，大部分の電子トラップは粒子表面にあると思われる．したがって，（a）ERDTパターンが表面構造を，（b）
電子トラップの総密度が表面（あるいはバルク）のサイズ
を，および，（c）CBBがバルクの構造を反映すると考えることができ，ERDT/CBBパターンには，表面，バルクおよびそのサイズという固体の構造を決定するすべての要素が反映されていることになる．そこで，ERDT/CBBパターンを
固体物質同定のための指紋として利用することを考えた．

Fig. 1 Representative ERDT/CBB patterns of commercial
titania samples with bulk structure of anatase, rutile andbrookite as well as amorphous.

年報2020・研究室編●

1つの市販酸化チタンの容器のほぼおなじ場所から粉末試料を3回採取して測定したパターンについて，（a）パターンの形状（絶対値は問わない），（b）総密度，および（c）
CBB位置（エネルギー）の一致度（それぞれζ(a)， ζ(a)および ζ(a)）を数値化し（0～1），それぞれの標準偏差にもとづいて重みをつけた積として一致度（ζ）をもとめたところ，3試料のパターンの3つの組合せについて，ほぼ0.9以上の値がえられた．つまり，0.9以上の一致度をしめす2試料は「ほぼおなじ」といってよい．おなじ試料容器のべつの位置から採取して測定した場合には，やや異なる
ERDTパターンとなり，上述のほぼおなじ場所から採取した
3試料それぞれとのパターンとの一致度は0.7～0.8に低下した．これらの結果は，試料容器内に不均一性があることと，その不均一性が判明するほどERDT/CBBパターンが構造に敏感であることをしめす．
49種類の市販酸化チタンについてその一致度をもとめたところ，ほとんどの組合せで一致度は0.5以下であったが，2,000をこえる組合せのうちで29の組合せだけが0.6以上の一致度をしめした．表1はその結果の一部（触媒学会参照酸化チタンをふくむもの）である.このうち，エン
トリー2，3および7のTIO-4，TIO-8およびTIO-11の参照酸化チタンは，それぞれP25（日本アエロジル），ST-01（石原産業）およびFP-6（昭和電工セラミックス）である（とされている）から，一致度がたかいのは当然であるが，エントリー2の組合せでも一致度は0.8以下であり，製造ロッ
トや保管状況で「やや異なる」ものになっている．また，エントリー1と4の「Wako」（富士フイルム和光純薬）は，
もともと「おなじ」はずのP25とTIO-4の両方に酷似しているから， P25を再包装して販売しているのかもしれない．
しかし，重要なことは，容器のラベルや名称，コード番号
あるいは製造プロセスがおなじでも「まったくおなじ」ではないことと，逆に，これらがちがっていてもERDT/CBB
パターンが「おなじ/よく似ている」ものは「おなじもの」といえることである．たとえば，表1の右はしの「3種の光触媒活性の一致度（0～1）の平均値（ζPC(ave)）」は，パターンの一致度がたかいほど高くなっており，エントリー
1の組合せでは0.9をこえた．つまり，ラベルや販売元，製造プロセスあるいはほかの分析データなどの情報がなくても，ERDT/CBBパターンだけをみて，それがおなじならおなじものと考えてよいということである．これは，ERDT/CBBパターンを指紋として，酸化チタンという固体材
料を「同定」できることを意味している．

前節でのべたように，これまで固体材料は同定されることなく構造－特性相関が吟味され，また最近の人工知能によるデータ解析でも材料を同定できない記述子（descriptor）が使用されている．RDB-PAS測定によりえられるERDT/CBBパターンは，これらの問題を解決する鍵となると期待される．
RDB-PAS測定装置は，2019年度までに3台製作し，研究室内での使用にくわえて，国内外の大学・研究所および民間企業などの研究者の利用に供して，測定法の普及につとめている．このうち，民間企業からの測定依頼については，
2017年に設置した電子トラップ研究コンソーシアムで受入れている．
2020年度のトピック： RDB-PASによる電子トラップ密度解析法はすでに特許登録されており，これを利用する金属
酸化物の同定法についても，本年度に特許登録された．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
理と応用について，共同研究もふくめて発表した《論文1,4,5,9,11,14,17 ～ 19,21,22/ 著 書 1/ 総 説 4/ 講 演 2 ～5,7,8,10～15,17》．
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
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用される効率，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．たとえば，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の比較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3 W cm-2）の連続光源として紫外あるいは可視LEDを導入して，広範囲の光強度（光束）条件における光触媒反応速度の光強度依存性を解析する手法を確立した．たとえば，ヨウ素酸イオンや鉄(III)イオンなどの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，とくに小粒径の酸化チタン粒子の場合には，水から過酸化水素への2電子酸化反応過程をへて酸素生成がおこること（図2）などをあきらかにしてきた．
2020年度のトピック： （1）光強度依存性解析にもとづく機構解析によって，酸素発生や酸素の還元のような多電子移動反応をふくむ光触媒反応では，1つの粒子あたり何個の励起電子/正孔が蓄積されるかという従来にない概念
や，1つの正孔（励起電子）をもつ粒子がつぎの光子を吸収する確率が粒子のサイズ（体積）に依存するという「有効体積（effective volume）（有効粒子径）」の概念が必要であることを発表した《著書3/解説3》．
（2）作用スペクトル解析の結果にもとづいて，光触媒活性試験法としての有機
色素の分解反応が，粒子表面に吸着された色素そのものの●年報2020・研究室編

49

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）

Fig. 2
Representative light-intensity dependence ofphotocatalytic oxygen liberation from a deaerated
suspension of a titania photocatalyst in the presence of anelectron acceptor such as iron(III) or iodate ions. In therelatively low and high regions, second and first-orderdependences were observed, respectively, with thresholdintensity (Ithr), which is reproduced by the mechanism
including a step of two-electron oxidation of water.

光吸収による「色素増感反応」機構による可能性がたかいこと，すなわち真の光触媒活性試験法として不適切であることをこれまでに指摘してきた．しかし，分析機器の不足などの理由から，比較的容易に実施できる分光光度計（比色計）による有機色素分解反応にもとづく報告はなくならず，むしろ逆に増加している感がある．そこで，分光光度計のみで実施でき，かつ真の光触媒活性を知るための反応系の提案をおこなうことをめざした．具体的には，ホルム
アルデヒドを基質あるいはメタノールからの反応生成物
としてもちいる方法である．ホルムアルデヒドは，有機色
素とはちがって可視光域に光吸収がなく，かつ誘導体化することによって容易に比色定量することが可能である．本
年度は，この新規手法について有効性が確認された《講演3》．
4. 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もちいると，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．
2020年度のトピック： 金，銀あるいは銅微粒子の表面プ
ラズモン共鳴吸収を利用する光触媒反応について，研究室
単独あるいは国内外の研究室との共同研究をおこなった《論文2,3,6,13,16/講演10.13,30》．また，研究課題1でのべたように，逆オパール構造酸化チタンの内部空孔に配置した金ナノ粒子による光触媒反応系の開発に成功した《論文20/総説3/講演1,9,16》．

50

九州大学（福岡）笹木圭子教授・C.Chuaicham博士「各種光触媒の電子トラップ密度分布解析」《論文1,11,21,22》/
グダンスク大学（ポーランド）Adriana ZALESKA教授「金属担持酸化チタンの光触媒反応に関する研究」《論文2,3》/東京理科大学（東京）永田衛男教授「酸化チタンの電子トラップ分布解析」《論文4》/神戸大学（神戸）大西洋教
授「タンタル酸アルカリ光触媒の構造と活性の相関」《論文5,18》パリ南大学（フランス）Hynd REMITA教授・
Christophe COLBEAU-JUSTIN博士「コア－シェル構造光触媒の調製と応用に関する研究/時間分解マイクロ波電導度に関する研究」《論文6》/東北師範大学（中国）Xingong
ZHANG教授「プラズマ処理した酸化チタンの光触媒活性」《論文17》VISTEC（Vidyasirimedhi Institute of. Science andTechnology・タイ）小川誠教授「メソポーラスシリカ中に形成させた酸化チタン光触媒の構造解析」《論文8》/首都大学東京（八王子）高木慎介教授「酸化チタン光触媒の電子トラップ密度分布解析」《論文9》/西ポメラニアン工科大学（ポーランド）Agatha MARKOWSKA-SZCZUPAC教
授「貴金属担持酸化チタンの抗微生物効果」《論文13,16》/ コ ン ケ ー ン 大 学 （ タ イ ） Kingkaew Chayakul
Chanapattharapol教授「金属担持酸化チタン光触媒の調製と光触媒活性」《論文15》/ヤギェウォ大学（ポーランド）
Wojciech MACYK教授「金属酸化物中の電子トラップの起源解明と定量分析」《論文17》■2020年度の研究業績（《》内は研究課題番号）
原著論文（すべて審査つき）(1) Chuaicham, C.; Karthikeyan, S.; Pawar, R. R.; Xiong, Y.;
Dabo, I.; Ohtani, B.; Kim, Y.; Song, J. T.; Ishihara, T.; Sasaki,
K. Energy-resolved distribution of electron traps for
O/S-doped carbon nitrides by reversed double-beamphotoacoustic spectroscopy and the photocatalytic reductionof Cr(VI). Chem. Commun. 2020, 56, 3793-3796.《1/2》(2) Bielan, Z.; Kowalska, E.; Dudziak, S.; Wang, K.; Ohtani,B.; Zielinska-Jurek, A. Mono- and bimetallic (Pt/Cu)
titanium(IV) oxide photocatalysts. Physicochemical andphotocatalytic data of magnetic nanocomposites' shell. Data
in Brief 2020, 31, 105814-105826. 《4》(3) Bielan, Z.; Kowalska, E.; Dudziak, S.; Wang, K.; Ohtani,B.; Zielinska-Jurek, A. Mono- and bimetallic (Pt/Cu)
titanium(IV) oxide core-shell photocatalysts with UV/Vis
light
activity
andmagnetic
separability. Catal.
Today 2021, 31, 198-209. 《4》(4) Nagakawa, H.; Ochiai, T.; Ma, H.; Wang, C.; Zhang, X.;
Shen, Y.; Takashima, M.; Ohtani, B.; Nagata, M. Elucidationof the electron energy structure of TiO2(B) and anatasephotocatalysts by analysis of electron trap density. RSC
Adv. 2020, 10, 18496 -18501.《1/2》(5) Sudrajat, H.; Kitta, M.; Ito, R.; Nagai, S.; Yoshida, T.;
Katoh, R.; Ohtani, B.; Ichikuni, N.; Onishi, H.
Water-Splitting Activity of La-Doped NaTaO3 Photocatalysts
Sensitive to Spatial Distribution of Dopants. J. Phys. Chem.
C 2020, 124, 15285-15294.《1/2》(6) Mendez-Medrano, M.; Kowalska, E.; Ohtani, B.; Uribe, D.
B.; Colbeau-Justin, C.; Rau, S.; Lopez, J. L. R.; Remita, H.
Heterojunction of CuO Nanoclusters with TiO2 forPhoto-Oxidation of Organic Compounds and for Hydrogen
Production. J. Chem. Phys. 2020, 153, 034705.《4》(7) Yu, F.; Wang, C.; Li, Y.; Ma, H.; Wang, R.; Liu, Y.; Suzuki,N.; Terashima, C.; Ohtani, B.; Ochiai, T.; Fujishima, A.;
Zhang, X. Enhanced Solar Photothermal Catalysis over

年報2020・研究室編●

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Titania Inverse Opal. Chem. Lett. 2021, 50, 711-713.《4》●年報2020・研究室編(21) Karthikeyan, S.; Chuaicham, C.; Vellaisamy, B.; Li, W.;
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layered double hydroxide/Fe-bearing montmorillonite
composite as an efficient Z-scheme photocatalyst for Cr(VI)reduction: Insight into the role of Fe impurity inmontmorillonite. Appl. Surf. Sci. 2021, 546, 148835.《1/2》著書(1) Ohtani, B. Scientific Evaluation Methods in Photocatalysis
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総説/解説/報告(1) 大谷文章 光触媒研究レミニセンス（4）作用スペクト
ルと光強度依存性. 会報光触媒 2020，61，60-93.《1/2/3》(2)大谷文章 四分法. 粉体工学会誌 2020，57，309.《1》(3) Raja-Mogan, T.; Ohtani, B.; Kowalska, E. Photonic
crystals for plasmonic photocatalysis. Catalysts 2020, 10,827.《4》(4)大谷文章・高島舞 半導体光触媒の電子トラップ密度分
布解析. 触媒 2020，62，271-276.《2》(5)大谷文章 ウェブ学会運営エンジン「touche」のおすすめ. 光化学 2020，51，165-166.
(6)大谷文章 光触媒研究レミニセンス（5）アナタースとルチル. 会報光触媒 2020，62，40-75.《1》(7)大谷文章 光触媒研究レミニセンス（6）光触媒の構造－活性相関. 会報光触媒 2021，64，60-95.《1/2》
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Ohtani, B.; Raja-Mogan, T.; Takashima, M.; Kowalska, E.:"Titania Inverse-opal Photonic Crystals Incorporating Gold
Nanoparticles in Void Spaces for Photoabsorption
Enhancement" 237th ECS Meeting, Montreal, Canada(2020/05/10-15 [2020/05/13] online) [Invited Talk]《4》(2) Ohtani, B.: "Novel Approach of Efficient-Photocatalyst
Design Based On Electron Trap-distribution Analysis" 237th
ECS
Meeting,
Montreal,
Canada(2020/05/10-15[2020/05/12] online) [Invited Talk]《1/2》(3) Ohtani, B.; Li, Y.; Takashima, M.: "A Pure Titania
Photocatalyst:
Preparation,
Characterization
andPhotocatalytic Activity of Octahedral-Shaped Anatase
Particles" 237th ECS Meeting, Montreal, Canada(2020/05/10-15 [2020/05/12] online)《1/2》(4)大谷文章：「光触媒基礎の基礎2020」，光機能材料研究会 第 77 回 講 演 会 ， Zoom に よ る オ ン ラ イ ン 講 演（2020/07/03）［依頼講演］《1/2》(5)大谷文章：「純粋アナタース酸化チタン粉末がしめす光
触媒活性の真の粒径依存性」，光機能材料研究会第77回
講演会「光触媒研究と開発技術の最新動向と将来展望」，
オンラインZoomミーティング（2020/08/28）［依頼講演］《1/2》(6) Amalia, F. R.; Takashima, M.; Ohtani, B.: "Reliable
Evaluation of Photocatalytic Activities through Facile
Spectrophotometric Analysis of Formaldehyde as Reaction
Substrate and Product" 6th International Conference on
Science and Technology (ICST 2020) (2020/09/07-08[2020/09/07]) 《1/3》(7)大谷文章：「純粋酸化チタン光触媒粒子の調製と真の粒
径依存性解明の試み（Pure titania photocatalyst particles:
Preparation and application for elucidation of true51

particle-size dependence）」，第126回触媒討論会，（ウェブ
開催）（2020/09/16-18 [2020/09/17]）［特別講演］《1/2》(8) Ohtani, B.: "Novel Approach of Efficient-Photocatalyst
Design Based On Electron Trap-distribution Analysis"
Pacific-Rim Meeting on Electrochemical and Solid State
Science (PRiME2020), Honolulu, USA (2020/10/04-09[2020/10/07] online) [Invited Talk]《1/2》(9) Ohtani, B.; Raja-Mogan, T.; Lehoux, A.; Takashima, M.;
Kowalska, E.: "Titania Inverse-opal Photonic Crystals
Incorporating Gold Nanoparticles in Void Spaces for
Photoabsorption Enhancement" Pacific-Rim Meeting on
Electrochemical and Solid State Science (PRiME2020),
Honolulu, USA (2020/10/04-09 [2020/10/08] online)《4》(10) Ohtani, B.; Li, Y.; Koike, S.; Takashima, M.: "A Pure
Titania Photocatalyst: Preparation, Characterization andPhotocatalytic Activity of Octahedral-Shaped Anatase
Particles" Pacific-Rim Meeting on Electrochemical and Solid
State Science (PRiME2020), Honolulu, USA (2020/10/04-09[2020/10/05 online)《1/2》(11) Ohtani, B.: "Design, Preparation and Detailed
Characterization of Photocatalysts Based on Energy-resolved
Distribution of Electron Traps" Symposium on Photocatalyst
andPhotocatalysis(Symphosis2020),(virtual)(2020/11/16-17 [2020/11/16] online) [Keynote Lecture]《1/2》(12) Ohtani, B.: "Novel Approach of Efficient-Photocatalyst
Design Based on Electron Trap-Distribution Analysis" 2020
Regional Conference of Environmental Engineering(RCENVE
2020),
Kuala
Lumpur(2021/01/16-17[2021/01/16] online) [Plenary Lecture]《1/2》52(13) Ohtani, B.: "Attempts for Identification and Detailed
Characterization of Metal-oxide Powders" Hokkaido
Indonesian Student Association Webinar: Materials
Chemistry for Better Future (2021/02/24) [Keynote Lecture]《1/2》(14) Chen, G.; Takashima, M.; Ohtani, B.: "The Variation ofSurface/Bulk Structure and Activity of Titania Photocatalyst
Particles by Milling" IRCCS International Symposium on
Multidimensional control over material structure and function(2021/03/15)《1/2》(15) Shen, Y.; Nitta, A.; Takashima, M.; Ohtani, B.:"Interparticle Charge-transfer Excitation at Adjoined Anatase
and Rutile Interface Proved by Reversed Double-beam
Photoacoustic
Spectroscopy"
IRCCS
International
Symposium on Multidimensional control over material
structure and function (2021/03/15)《1/2》(16) Raja-Mogan, T.; Kowalska, E.; Takashima, M.; Lehoux,A.; Ohtani, B.: "Titania Inverse-opal with a Gold
Nanoparticle
Incorporated
per
Void
Space
for
Photoabsorption Amplification" IRCCS International
Symposium on Multidimensional control over material
structure and function (2021/03/15)《4》(17)大谷文章：「電子トラップ密度のエネルギー分布解析にもとづく光機能性材料の同定と精密評価」電気化学会
第88回大会 (2021/03/22-24 [2021/03/22]) [特別講演]《1/2》

年報2020・研究室編●

分子触媒研究部門/Molecular Catalyst
Research Division■2020年度の構成員〈教授〉浦口大輔［2020/11/01～］■2020年度のうごき
2020年11月に浦口が着任し，分子触媒研究部門が始動し
た．

■研究課題
イオン性の化学種を活性中間体とする分子変換は，有機分子を合成するための最も基本的な方法のひとつである．
従って，イオン性化学種の働きを自在に操ることができれば，分子と分子を望みの位置と角度でつなげ，容易に新たな分子を生み出すことができると期待される．ところが，反応性のイオン種を直接的に，つまり対イオンの構造によって制御することは思いのほか難しい．これは，軌道相互作用に基づく共有結合や配位結合から成る複合体とは異なり，方向と距離が明確に規定できない静電的な引力からなる「イオン結合」によってつながれたカチオンとアニ
オンから成る「分子」の形があいまいであることに起因する．すなわち，望みの遷移状態構造を形作る力を備えた触媒分子を溶液中のイオン対の全体構造を理解したうえで設計することは困難である．実際，イオン間力を鍵相互作用として反応性のアニオン種を直接的に操作できる，キラル有機カチオンを触媒とする化学について古くから多くの研究例があるにもかかわらず，未だ反応場の形を設計するための学理は不十分と言わざるを得ない．これは，過去のキラルなカチオンによる反応性アニオンの制御への試みが複雑なイオン交換プロセスを含む相間移動条件下での反応に実質的に限られ，この形式の触媒系に潜在する力を十分に活かした反応制御戦略の立案を妨げてきたことにも関係している．また同様に，相補的な触媒量のキラル
有機アニオンと反応性カチオン種の組み合わせに関する研究も，論理的に反応系を設計するための基盤が未だ整備されていないのが現状である．特に，キラルアニオンとして利用される骨格に多様性が欠けており触媒的に制御できる反応系が限定的にならざるを得ない点が研究の進展の足かせとなっており，これを解決し得る触媒構造の提案
は喫緊の課題とみなされている．
これに対し我々は，水素結合のような二次相互作用をイ
オン間力と協働させることで構造の定まったイオン対が生成し，結合形成を精密に制御できると考え研究を展開してきた．例えば，P－スピロ環を中心骨格とするアミノホ
スホニウムイオンを生み出し，分子構造に内在するキラル●年報2020・研究室編

有機カチオン触媒としての機能を引き出すことで，アニオン種の制御に基づく様々な高選択的結合形成反応を実現している．また，カチオン種の制御によって可能となる立体選択的結合形成反応を実現するために，アニオン性の立
体制御触媒として働く6配位型ホスファンおよびO,N,N,O
型ボラートを創製した．これらの分子は，求核力の低いキ
ラル有機アニオン触媒として，プロキラルカチオンあるいはラジカルカチオンを活性中間体とする反応の立体化学を精密に制御できる．
1. 高堅牢性キラルボラートの創製とカチオン制御能の実証
現在汎用されるキラルアニオンのほぼ全てがヘテロ酸の共役塩基であり，ヘテロ原子上に局在化した電荷のために本質的に求核力をもつことが様々なプロキラルカチオ
ンを触媒的に制御し望みの分子を自在に合成するための障害になっていると考え，求核力をもたないキラルアニオ
ンの創製を目指した．今回我々は，代表的な非配位性アニ
オンのひとつであるボラートの不安定性を構造修飾により克服することで，カラム等の一般的な単離精製に耐える
高堅牢性キラルボラートを初めて生み出し，そのプロトン塩が高性能なキラルBrønsted酸触媒として働くことを実証した．
具体的には，まず，既存の二座配位子をもつボラートの分解過程に含まれるヘテロ－ホウ素結合の回転を，四座配位子の採用により阻害すればホウ素の空軌道があらわにならず，求核攻撃を経た分解を防ぎ得ると想定した．設計
したボラート1は，ビナフチルジアミン由来のアミドアル
コールとホウ酸エステルから容易に得られ，期待通りシリカゲル精製に耐える安定性を有していた．また1は，イオン交換樹脂を用いる簡便な操作で対イオンを交換できる．
なお，興味深いことに，一般に非配位性アニオンのプロト
ン塩は不安定とされているが，本ボラートのプロトン塩
1·Hは常温空気中で数か月保存しても目立った純度低下は見られなかった（500 MHz, 1H NMR）．

53

調製した1·Hは高性能なBrønsted酸触媒として働き，合成化学的な価値を念頭に置いて新たに設計したプロトン化駆動型Prins環化反応において高い選択性を発現する．
本反応では，立体選択性に加えて中間体カルボカチオンからの脱プロトン化方向に関わる位置選択性を制御しなければならないが，構造最適化した1a·H（Ar = 3,5-nBu2C6H3）を用いると，ほぼ完全な選択性が得られた．本反応は，1·Hの触媒機能評価のためのモデル反応としてだけでなく，光学活性多置換ヒドロピラン類を与えるユニークな手法を提供する．

2020年度のトピック： 本成果については現在，理研CSRS
山口上級研究員および名大ITbM大井教授との共同研究「インフォマティクスによるキラル有機イオン対の触媒作用解析」として，計算科学／情報科学を用いた切り口から反応機構解析および触媒による選択性制御因子の解明に取り組んでいる．
2. キラルイリジウムボラートを光触媒とする立体選択的[3+2]環化付加反応
研究課題1にて開発したキラルボラート1が光触媒を用いる酸化還元反応条件に耐え得る堅牢性をもつことを見出し，ラジカルイオン種を経る分子変換の遷移状態制御に
キラルイオン対触媒の考え方を持ち込むことで高立体選
択的光環化付加反応が可能になった．ここでは，イオン間相互作用に加えてラジカルカチオン種にアニオン捕捉能を付与するために配向基を利用することが，高い選択性を得るための鍵である．すなわち，キラル触媒と適切な配向基を導入した基質との間に働く非共有結合性相互作用によって組み上がる複合体から反応性ラジカル中間体を生成させる戦略に基づき，モデルシステムとしてアミノシク
ロプロパンとスチレン類の[3+2]ラジカル付加環化反応における立体制御を達成した．本反応では，カチオン性イリジウム錯体[Ir]+ とキラルボラートイオン1– を組み合わせたキラルイオン対 [Ir][1]を光触媒とし，酸化還元活性のある配向基としてウレア基をもつアリールシクロプロピ
ルウレアを基質とすることで，光触媒と基質の水素結合を介して超分子型イオン対の形成に続く励起イリジウム錯体による一電子酸化と三員環の開裂を経て生じるディス
トニックラジカルカチオンがアルケンと立体選択的に環化付加する．
立体選択性を獲得するためには基質がもつウレア配向
基とキラルボラートの適度な配位性が重要であり，窒素上をメチル化して水素結合能を減じた基質やジアリール部
位（Ar）に電子供与性の置換基をもたないボラートを用いた場合には，著しく立体選択性が損なわれる．また，配向基として利用したウレア部位は立体選択性を損なうことなく簡便にアミノ基へと変換できるため，本法は合成化学的にも価値ある変換になり得る．加えて，金属を媒介とし54た触媒的イオン反応の分野では古くから汎用されてきた一方で，反応性の高いラジカル中間体の反応経路や立体化学を規定する手段にはあまり用いられて来なかった配向基の化学に新たな可能性を提示した成果と位置付けられる．

2020年度のトピック： 研究成果について論文発表（原著論文3）し，表紙としてハイライトされた．依頼講演1～3
で研究の詳細について報告した．
3. キラルイリジウムボラートを光触媒とするα-4級アリサイクリックβ-アミノ酸の合成
β-アミノ酸は，β-ペプチドやペプチドミメティクスの基本構造成分であるだけでなく，β-ラクタム系抗生物質
をはじめとする生理活性化合物の部分構造にも多く含まれていることから，薬理学的特性および複雑化合物の合成
中間体としての有用性をもつ分子として注目されている．
また，環状構造や4級炭素を有するアミノ酸は，その剛直な骨格を活かして人工ペプチドの三次元構造の規定に用いられることもある．このような背景から，様々な位置に置換基を有する非環状および環状の4級β-アミノ酸を立体選択的に得るための合成法の開発が多くの化学者により進められてきた．しかし，アミン官能基とカルボン酸官
能基の両方が脂肪族環状炭化水素に隣接して結合しているアリサイクリックβ-アミノ酸は，隣り合う2つの立体中心の絶対立体化学と相対立体化学を同時に制御することが本質的に困難であるため，有機合成化学の観点から挑戦的な標的化合物であると認識されている．実際，既存のア
リサイクリックβ-アミノ酸の触媒的不斉合成法は非常に限られており，立体化学の定まった2つの不斉中心を同時に制御しながらα-4級アリサイクリックβ-アミノ酸を与年報2020・研究室編●

える触媒的反応は未だ開発されていない．
そこで，研究課題2で開発した不斉光触媒反応を立体選
択的なα-4級アリサイクリックβ-アミノ酸の合成へと応用した．これは，本光触媒環化反応における中間体である
シクロプロピルウレア由来のディストニックラジカルカ
チオンは電子豊富な求核性末端アルキルラジカルとしての挙動を示すため，求核的ラジカルとの相性が良い電子不足アルケンであるα-置換アクリル酸エステルが本触媒系に適用できるとの予測に基づく．また，反応生成物が5員環型α-4級β-アミノ酸誘導体となることから，本反応系
がアミノ酸類の触媒的不斉合成の新たな手法になり得る点も魅力的である．
実際には，アリールシクロプロピルウレアとα-置換ア
クリル酸エステルであるメタクリル酸メチルを基質として，キラルイオン対型光触媒[Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)][1b]存在下に青色LEDを照射すると付加環化反応が円滑に進行する．また，反応温度や濃度の最適化することでα-4級アリサイクリックβ-アミノ酸誘導体を良好な収率および立体選択性で得られる条件が確立できた．本反応におけるα-置換アクリル酸エステルの適用範囲は広く，様々な置換基を導入したエステル類に対して一様に高い立体選択性で収率良く進行する．

また，反応生成物である付加環化体から，簡便な操作で対応するβ-アミノ酸が得られる．すなわち，付加環化体のエステル部位を含水テトラヒドロフラン中で水酸化ナ
トリウムを作用させてけん化した後，ジエチレントリアミ
ンを加えて120 ℃で加熱するとウレア部分が除去されて無保護のβ-アミノ酸が得られる．

本研究により，独自に開発した不斉光触媒反応がα-4級アリサイクリックβ-アミノ酸の不斉合成に応用可能であることが示されたことは，立体化学的に規定された脂環式β-アミノ酸へのアクセス性を高め，新規機能性β-ペプ
チドやペプチドミメティクスの開発に大きく貢献すると期待される．
2020年度のトピック： 成果について論文報告（原著論文1）した．依頼講演1～3で研究の詳細について報告した．
4. 双性イオンを鍵活性種とするo-ヒドロキシトリアリー
ルメタンのヒドリド引き抜き触媒機能の創出
塩基による脱プロトン化により生成するエノラートな
どのカルバニオンを経る触媒的分子変換は，最も基本的な●年報2020・研究室編

結合形成法として汎用されている．しかし，ヒドリドを引き抜くことで生じる相補的な反応活性種であるカルボカ
チオンの触媒的合成への利用は極めて限定的であり，ヒド
リド引き抜きに有効な非金属触媒はほとんど知られていない．これは，ヒドリドの引き抜きを契機とする反応の生成物前駆体となるカチオン種が，分子間でのヒドリドの授受により触媒分子を再生しながら生成物を与える経路よりも，プロトンを失って不飽和結合をもつ分子を生成し易いという本質的な問題に起因する．すなわち，ヒドリド引
き抜き型の反応は一般に脱水素型の酸化的分子変換となり，触媒化を実現するためにはしばしば重金属塩などの酸化剤を当量以上添加する必要がある．今回我々は，高いヒ
ドリド引き抜き能をもつことが知られているトリアリー
ルメチリウムイオンと，触媒再生能を持つキノン型分子に着目し，両者の特性を併せ持った分子設計を念頭に触媒の開発に取り組み，ヒドリド引き抜きを経る触媒的分子変換法を開発した．
有機化合物からヒドリドを引き抜くことのできる分子として，トリフェニルメチリウムイオンが古くから知られており，ヒドリド引き抜きを経る分子変換に利用されてきた．触媒的に利用するためにはヒドリド引き抜きによって生じるトリフェニルメタンを酸化しカチオンを再生する必要があるが，トリフェニルメタンが安定であるため反応系中における再酸化が難しく，反応基質と等量用いるヒド
リド引き抜き剤としての利用に留まってきた．一方で，触媒的にヒドリド引き抜きを行うことのできる分子として，キノン型分子である2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-p-ベン
ゾキノン(DDQ)が知られているが，DDQの求電子性はトリフェニルメチリウムイオンに比べて低く，電子豊富な反応
基質からのヒドリド引き抜きにのみ用いられてきた．
我々は，トリフェニルメチリウムイオンの高いヒドリド
引き抜き能と，キノン型分子DDQのヒドリド引き抜き触媒としての触媒再生能に着目し，両者の特性を併せ持った分子設計による新規ヒドリド引き抜き触媒の創製に取り組んだ．具体的には，キノンメチドの極限構造であるトリア
リールメチリウムアリールオキシドが，ヒドリド引き抜き能を持つと想定した．実際，キノンメチドへの光照射によってベンジルアルコールからヒドリドを引き抜く力を有することを明らかにした．また，酸素存在下での光照射によりトリアリールメタンからキノンメチドが再生できることを見出し，触媒的ヒドリド引き抜きを経る2級アルコールの酸化反応を開発した．

本触媒系において，電子求引性基が置換した電子不足な反応基質を用いても効率良く反応が進行したことは，高いヒドリド引き抜き能を持ったキノンメチド触媒の創製に成功したことを実証している．
2020年度のトピック： 成果を論文として報告（原著論文
2）し，表紙として採用された．
5. 光触媒反応における経路分岐：α-ブロモニトロアルカ
ンのスチレンに対するラジカル付加
経路分岐型反応は，反応条件や触媒構造のわずかな違い
により同じ出発物から異なる生成物を得られるため，効率的な有機合成を実現する手法のひとつとして注目を集め55

てきた．しかし，これまでに開発されてきた経路分岐型反応のほとんどがイオン反応であり，触媒制御による経路分
岐型ラジカル反応の開発は極めて難しいとされている．今
回我々は，α-ブロモニトロアルカンのスチレン類に対する光触媒的付加反応において，生成物AとBの生成比がアミン添加剤によって逆転することを見出した．

2020年度のトピック： 結果を論文としてまとめ報告（原著論文4）し，表紙として掲載された．

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
名古屋大学（名古屋）大井貴史教授「キラル有機イオン対の触媒化学」《1-4》/名古屋大学（名古屋）土屋雄一朗教授「ストライガの生体内反応解析」/理化学研究所（和光）
山口滋上級研究員「インフォマティクスによるキラル有機
イオン対の触媒作用解析」《1》■2020年度の研究業績（《》内は研究課題番号）

これは，アミン添加剤により反応系の酸化還元バランスが変化したためであると考えられる．実際，酸化還元電位の調整が容易な種々のイリジウム錯体を光触媒として用い，光触媒の酸化還元電位とAおよびBの生成比の相関を調べると，光触媒の酸化電位が高いほどAが優先して生成する一方で，光触媒の酸化電位が低いほどBが優先して生成し た ． ま た ， B を 58% の 収 率 で 選 択 的 に 与 え る 光 触 媒（E1/2(IrIV/IrIII) = +1.21 V vs SCE）は1当量のトリフェニルアミン（E1/2 = +0.94 V vs SCE）の添加によってAを47%の収率で選択的に与えた．これらの結果は，本反応系
における生成物の経路分岐が光触媒系の酸化電位に基づくものであることを強く示唆するものである．

原著論文（すべて審査つき）(1) Kimura, Y.; Uraguchi, D.; Ooi, T. Catalytic Asymmetric
Synthesis of 5-Membered Alicyclic α-Quaternary β-Amino
Acids via [3+2]-Photocycloaddition of α-Substituted
Acrylates. Org. Biomol. Chem. 2021, 19, 1744-1747.《3》(2) Uraguchi, D.; Kato, K.; Ooi, T. o-Quinone Methide with
Overcrowded Olefin Component as a Dehydridation Catalyst
under Aerobic Photoirradiation Conditions. Chem. Sci. 2021,
12, 2778-2783. 《4》(3) Uraguchi, D.; Kimura, Y.; Ueoka, F.; Ooi, T. Urea as aRedox-active Directing Group under AsymmetricPhotocatalysis of Iridium-Chiral Borate Ion Pairs. J. Am.
Chem. Soc. 2020, 142, 19462-19467. 《2》(4) Tsuchiya, Y.; Onai, R.; Uraguchi, D.; Ooi, T.
Redox-Regulated Divergence in Photocatalytic Addition of
α-Nitro Alkyl Radicals to Styrenes. Chem. Commun. 2020,
56, 11014-11017. 《5》著書(1)浦口大輔，大井貴史「光電子移動条件下での有機イオ
ン対触媒による立体制御」，CSJカレントレビュー「有機光化学反応の新展開」, 化学同人, 東京，in press. 《2,3》(2) Ohmatsu, K.; Uraguchi, D.; Ooi, T. Assembled Ionic
Molecular Catalysts and Ligands. Supramolecular Catalysis,
Wiley-VCH, in press. 《1》想定される反応機構ではまず，光触媒条件下α-ブロモ
ニトロアルカンの一電子還元によって生じたα-ニトロア
ルキルカジカルがスチレンに対して付加し，続いてニトロ基に対するベンジルラジカルの“5-endo”型環化反応を経てニトロキシルラジカル中間体を生じる．次に，光触媒の酸化電位が高い場合，ニトロキシルラジカル中間体はニ
トロキソニウムイオンへと一電子酸化され，続く臭化物イ
オンによる求核的開環反応を経てAが生成する．一方，光触媒の酸化電位が低い場合もしくはアミン添加剤存在下では，ニトロキシルラジカル中間体の一電子酸化が遅いた
めニトロキシルラジカル中間体は二分子で不均化しBとヒ
ドロキシルアミン中間体が生成し，ヒドロキシルアミン中
間体は塩基存在下で脱プロトン化／一電子酸化を経て速やかにニトロキシルラジカル中間体へと変換される．

総説/解説/報告(1)浦口大輔，大井貴史，多重選択性制御を可能にするキ
ラルイミノホスホランの触媒作用：実験的および理論的考察，有機合成化学協会誌，79，406-416（2021）.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1)浦口大輔：「非求核的キラルアニオンの触媒化学：
O,N,N,O型四座配位子をもつキラルボラートの創製と機能評価」，統合物質創製化学研究推進機構 第6回国内シンポジウム「物質創製化学の精密戦略」，名古屋大学（オンライン）（2021/01/29）［依頼講演］《1-3》(2)浦口大輔：「非求核的キラルアニオンの触媒化学：
O,N,N,O型四座配位子をもつキラルボラートの創製と機能評価」，第13回有機触媒シンポジウム，東京農工大学（オンライン）（2020/12/17）［依頼講演］《1-3》(3)浦口大輔：「有機イオン対の触媒化学」，第434回触媒科学研究所コロキウム，北海道大学（オンライン）（2020/12/01）［依頼講演］
《1-4》
受賞
特に無し

56

年報2020・研究室編●

高分子機能科学研究部門/ Macromolecular
Science Research Division■2020年度の構成員〈教授〉中野環・〈准教授〉Zhiyi SONG・〈助教〉坂東正佳［2020/04/01～］
・〈総合化学院/大学院博士課程〉Qingyu
WANG/Pengfei WU〈総合化学院/大学院修士課程〉Yuting
WANG［～2021/03/31］/Yuehei YUAN［～2021/03/31］/足立悠［2020/04/01～］/Wentao Zhu〈理学部/学部学生〉
稲葉奈月［2020/04/01～2021/03/31］・〈研究生〉Xiaoyuan
WANG［～2020/06/18］/Lukai WAN/Zhiyong FANG/Chenxi
TU ・ 〈 外 国 人 研 究 員 〉 Elsayed Mohamed Mohamed
ELBAYOUMY ［ 2020/04/01 ～ 2021/03/31 ］ /Hui CHEN
［2020/04/01～2020/09/30］/Yang ZHENG［2020/04/01～
2020/09/30］・〈事務補助員〉吉村円

ン重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．最近，poly（DBF）鎖をブロック共重合体のセグメントとして構築し，新規高分子材料の開発へと繋げる研究を行っている．《講演1,2,3》

Fig.1.

■2020年度のうごき
2020年4月に坂東正佳博士が助教として着任した．2020
年4月にQingyu WANG氏およびPengfei WU氏が博士課程一年生として，足立悠氏およびWentao Zhu氏が修士課程一年生として，2020年10月にXiaoyuan WANG氏が研究生として，2020年12月にLukai WAN氏およびChenxi TU氏が研究生として，2021年2月にZhiyong FANG 氏が研究生として研究室配属された．

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1,2》■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，高度な機能を示す高分子・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(Fig.1)．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●年報2020・研究室編

Fig.2.らせん構造を有するポリウレタン

一例として一方向巻きのらせん構造を有するポリウレ
タンの合成に成功した．このポリマーは光学活性なジオー
ル(BINOL)とアキラルなジアミン(14DIB)の重付加により得られる (Fig.2)．従来，らせん高分子は不斉アニオン重合等煩雑な作業を要する反応により合成されており，加えて，らせん重合に適したモノマーの設計・合成を必要とする例が多かったのに対し，本研究では，市販のBINOLおよび14DIBから極めて簡便な重付加によりらせん構築が可能であることを示した．また，この反応では環状2量体が副生成物として発生するが，その量はBINOLの光学純度に依存し，ラセミ体のBINOLを用いると生成物のほとんどが環状二量体であり，100％e.e.のBINOLを用いることにより最

57

大量のらせん高分子を得ることができる．これまでポリウ
レタンのらせん構造は殆ど研究されておらず，新しい物性
機能の発現が期待される．
《講演1,2》
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（Fig.3）．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（Fig.4）．
この研究は，光による構造制御がフォトクロミック分子に限定されず，基底状態で左右構造が安定であり，左右構
造が光転移可能でである系には広く適用可能であること示したものである．
《論文6/講演1,2》

光によるらせん反転

Fig.3．光構造転移のトリガー：ビアリール構造のねじれ-平面転移

Fig.4．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研究を，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へと発展させる研究を行っている（Fig.5）．最初の実験対象として，
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.さらに，CPL法の単一構造を有する低分子系への応用の一例
として，三方対称構造を有する星形分子T3にらせん（ねじれ）構造を導入し光学活性化を実現した．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．現在，多様な高分子および低分子系への
CPLによる不斉誘起について研究を続けている《論文1/講

58

演1,2》

R-CPL

L-CPL

P-Helix

Random(racemic)

L-CPL

R-CPL

M-Helix

Fig.5．光によるらせんのスイッチング

以上に加えて，高分子触媒，高分子医薬品に関する研究も行っている．
2020年度のトピック： 遺伝子治療のための高分子ベク
ター候補としてのカチオン性高分子の合成と構造について研究した．細胞内への遺伝子導入のためにはポリアニオンであるDNAとイオン的に相互作用するカチオン性高分子が有効である．本研究では，カチオン性残基としてのアル
ギニンおよびスぺルミン残基を主鎖構成単位として有す
るカチオン性光学活性高分子を合成し，アニオンモデルとしてメチルオレンジを用いて相互作用を検討した．カチオン性高分子とメチルオレンジとのイオン性相互作用を通じて，高分子からメチルオレンジへの高効率なキラリ
ティートランスファー現象が確認され，カチオン性光学活性高分子の高分子ベクター材料としてのみならずキラル
マテリアルとしての応用の可能性を示唆する成果が得られた．これはAgricultural University of Georgia（ジョージア）のNino Zavradashvili博士およびRamaz Katsarava教授らとの共同研究の成果である．
《論文3》また，極めて簡便に合成できるビニル高分子ゲルをマトリクスとして用いて2価パラジウム種を還元することにより，内部に触媒活性を示すパラジウム微結晶を含む高分子触媒を開発した．この触媒はリサイクル利用が可能であり今後フロー反応系への応用が期待されるものである．これはDamietta University（エジプト）のMostafa A Diab教授，Farid Mohamed教授およびElsayed Elbayoumy氏（博士課程学生）らとの共同研究の 成 果 で あ り ， Channel System Program (CSP) [Joint
Supervision Program (JSP) の 本 で 両 教 授 と 中 野 教 授 がElsayed Elbayoumy氏の学位研究を共同指導するプログラ
ムの一部として行われたものである．《論文12》さらに，
高効率な青色発光を示すアモルファス低分子化合物をキラル化合物を一切用いず，円偏光照射のみによって光学活性化することに成功し，青色円偏光を発する有機発光材料の開発に成功した．これはディスプレイ材料や先端照明用素材として期待される円偏光OLEDの開発の礎となる正解である．これは，Nangyang Technological University (シンガポール) のXiao Mathew Hu教授らとの共同研究の成果で
ある．
《論文1》

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
Catanzaro University (Italy) Assistant Professor Adriana
Pietropaolo「高分子および分子のキラル構造に関する理論
的解析」/Peking University (China) Professor Xinhua Wan「光学活性高分子の合成研究」/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 」 /University ofStrathclyde (UK)・Professor Peter J. Skabara「星形フルオレ
ン オ リ ゴ マ ー の 構 造 と 物 性 」 /Nangyang Technological
University (Singapore) Prof. Xiao Mathew Hu 「カルバゾー
ル基を有する星形分子の機能開発」/近畿大学今井佳胤准

年報2020・研究室編●

教授「キラル発光体の研究」/北海道大学触媒科学研究所
長谷川淳也教授「高分子触媒に関する理論研究」/大分大学原田拓典准教授「らせん状高分子のキラル発光」/徳島大学小笠原正道教授「新規らせん状光学活性高分子の合成」/Soochow University (China) Professor Wei Zhang「ポリNIPAMへのキラル構造誘起」/ Banaras Hindu University(India) Professor Biswajit Ray「光学活性ビニルポリマーに関する研究」/Lanzhou Institute of Chemical Physics (LICP),
Chinese Academy of Sciences (China) Associate Professor Yue
Wang「高分子触媒の研究」 /Tbilisi State Medical University(Georgia) Senior Scientist Maia Merlani「高分子医薬品の研究」/ Agricultural University of Georgia (Georgia) Lecturer
Nino Zavradashvili「遺伝子輸送技術のための高分子の開発」■2020年度の研究業績
原著論文（*：審査つき）(1) Zhang, Z.; Harada, T.; Pietropaolo, A.; Wang, Y.; Wang,Y.; Hu, X.; He, X.; Chen, H.; Song, Z.; Bando, M.; Nakano,
T. Blue circularly polarized luminescent amorphous
molecules with single-handed propeller chirality induced bycircularly polarized light irradiation. Chem Commun (Camb)
2021, 14, 1794-1797. *(2) Vishwakarma, S.; Kumari, A.; Mitra, K.; Singh, S.; Song,Z.; Bando, M.; Nakano, T.; Gupta, S. K. S.; Ray, B. Effect of
L-Menthol Chain-end on the Optical Rotation, Chirality,
Tacticity and Thermal Properties of Polystyrene Prepared by
ATRP and Polyvinylacetates Prepared by RAFT
Polymerization: A Molecular Weight Dependence Study.
Materials Today Communications 2020, 101705.*(3) Naga, N.; Yamada, K.; Moriyama, K.; Kudoh, S.; Nagami,Y.; Nageh, H.; Nakano, T. Synthesis of network polymers byphoto-initiated thiol–ene reaction between multi-functional
thiol and poly (ethylene glycol) diacrylate. Polym. Bull. 2021,
1-17. *
(4) Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang, Y.; Pietropaolo, A.;
Song, Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano, T. Optically
Active Polymers with Cationic Units Connected throughNeutral Spacers: Helical Conformation and Chirality Transfer
to External Molecules. Macromolecules 2020, 22, 9916-9928.
*(5) Stanislaw, S.; Christopher, M. F.; Roger, C. H.; Richard, G.
J.; Przemyslaw, K.; Christine, K. L.; Tamaki, N.; Gregory, T.
R.; Claudio, G. d. S.; Carmen, S.; Natalie, S.; Michael, G. W.
List of keywords for polymer science (IUPAC Technical
Report). Pure Appl. Chem. 2020, 6, 997-1027. *●年報2020・研究室編(6) Pietropaolo, A.; Nakano, T. Learning how planarization
can affect dichroic patterns in polyfluorenes. Chirality 2020,
1-6. *(7) Nakano, T.; Pietropaolo, A.; Kamata, M. Chirality analysisof helical polymers. Chemistry Teacher International 2020, 1,
67-76. *(8) Naga, N.; Miyanaga, T.; Wang, Y.; Nakano, T. Synthesis
and properties of σ‐π conjugated porous polymers obtainedwith Mizoroki–Heck reaction of tetra vinyl cyclic siloxanewith dibromo fluorene. Journal of Polymer Science 2020, 17,2301-2309. *(9) Naga, N.; Fujioka, S.; Inose, D.; Ahmed, K.; Nageh, H.;
Nakano, T. Synthesis and properties of porous polymers
synthesized by Michael addition reactions of multi-functional
acrylate, diamine, and dithiol compounds. RSC Advances
2020, 1, 60-69. *(10) Ma, X.; Huang, H.; Su, J.; Song, Z.; Nakano, T.; Song, Q.
Synthesis of CF2H‐containing Oxime Ethers Derivatives
from ClCF2H, tert‐Butyl Nitrile and Indoles. Chin. J. Chem .
2020, 38, 63-68. *(11) Fellows, C. M.; Hellwich, K.-H.; Meille, S. V.; Moad, G.;
Nakano, T.; Vert, M. Definitions and notations relating totactic polymers (IUPAC Recommendations 2020). Pure Appl.
Chem. 2020, 11, 1769-1779. *(12) Elbayoumy, E.; Wang, Y.; Rahman, J.; Trombini, C.;
Bando, M.; Song, Z.; Diab, M. A.; Mohamed, F. S.; Naga,
N.; Nakano, T. Pd Nanoparticles-Loaded Vinyl Polymer
Gels: Preparation, Structure and Catalysis. Catalysts 2021, 1,
137. *
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang, Y.; Pietropaolo, A.;
Song, Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano, T.: "Optically
Active Polymers Composed of Chiral/Achiral Cationic Units
Connected through Neutral Spacers: Helical Conformation
and Chirality Transfer to External Molecule" Molecular
Chirality Asia 2020, Waseda University, Tokyo, Japan(on-line meeting) (2020/10/31).
(2) "Controlling Macromolecular Helix: Toward Well-defined
Polymeric Materials with Useful Properties" Special Lecture
at National '111' Center for Cellular Regulation and
Molecular Pharmaceutics Hubei University of Technology,
Wuhan, Hubei, 430068, China (on-line meeting)(2020/11/17).

59報告・実用化推進系
report: Department of Practical Applications
研究開発部門/Research and Development
Division■2020年度の構成員〈教授〉西田まゆみ・〈研究員〉川崎晶・木村丈[2020/7/1～ ] ・ 池 田 俊 成[2020/2/1 ～] 〈 事 務 補 助 員 〉 盛 田 澄 子[2020/10/1～]

Fig. 1 SILP catalyst.

■2020年度のうごき
教授西田まゆみと企業の研究員川崎晶に加えて，7月に木村丈研究員，10月に盛田澄子事務補助員，2月に池田俊成研究員がメンバーとなった．

■2020 年度のトピック(1)客員教授の畑中雅隆氏，隅田敏雄氏にファカルティ―
ディベロップメントでの講演を依頼したが，コロナの影響で断念した．2021年度はオンライン形式で開始予定である．
(2)Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(FAU),のDr. Marco Haumann,からJSTのCONCERTの共同研究者を探していると相談を受け，ユニットメンバーの中から産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター研究チーム長の富永健一氏を紹介し, メンバーに加わって頂いた．更にメンバーとして欧州企業も加わりCONCERTに申請した．
(3)北大主催で開催予定だった，北大―理研―産総研－
NIMSの4機関連携での第5回キャタリストインフォマティ
クスシンポジウムはコロナの影響で1年延期となった．

■研究関連
一酸化炭素は,C1 ユニットとして有機合成化学の分野では重要な資源である．一酸化炭素の製造法の一つとして, 二酸化炭素と水素を原料とする逆水性ガスシフト反応が知られており，Pt/CeO2, Cu/ZnO 等の不均一系担持金
属触媒を用いた研究が盛んに行われてきた．しかしながら，これらの手法においては 300 ℃以上の反応温度が必要であった．一方，Rh や Ru 等の均一系遷移金属触媒を利用する方法は，200 ℃以下と比較的低い温度で反応が進行することが知られている.
2003 年 Wasserscheid らにより初めて報告された SILP 触媒は，シリカ微粒子などの多孔質担体の表面を覆った極薄

60

いイオン液体層中に，均一系遷移金属触媒を溶解させて固定化した構造を有している．SILP 触媒による反応は，ミクロの視点からはイオン液体中の均一系遷移金属触媒と捉えることができる．実際，当研究室で，均一系ルテニウ
ム触媒を用いて調製した SILP 触媒を逆水性ガスシフト反応に用いたところ, 不均一系担持金属触媒を用いた反応
よりも，反応が低温で進行した．一方，SILP 触媒はマクロの視点からは，粉末状(Fig.1)で，固体触媒と同様に取り扱うことができ，バッチ反応における触媒の分離,リサイクルが容易である．気相反応では，多孔質担体を覆うイ
オン液体薄膜層の表面において，気相からの原料ガスの供
給,生成物ガスの気相への放出といった物質輸送が速やかに起こる.そこで，当研究室では反応の効率化を期待して逆水性ガスシフト反応をバッチ反応から固定床気相流通反応へと展開した．
1. SILP 触媒調製法
窒素雰囲気下，トリカルボニルジクロロルテニウム(II)ダイマー ([RuCl2(CO)3]2) (60 mg, 117 mol) と 1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド ([C4mim]Cl) (1.6 g)
をフラスコに計り取り，塩化メチレン (15 mL) を加えて30 分攪拌した.この塩化メチレン溶液を窒素雰囲気下，シリカゲル (10.0 g) に加えた．得られた懸濁液を 10 分間
攪拌後，30 ℃で塩化メチレンを減圧留去，乾燥させると粉末状の SILP 触媒が得られた．イミダゾリウム系イオン
液体で調整した SILP 触媒は水素結合によってシリカ表面に固定化されているイオン液体層に遷移金属触媒が溶解している状態にある．均一系遷移金属触媒の担体へ固定化で通常行われる化学的手法に比べ，SILP 触媒は調製が簡便である.
2. 固定床気相流通反応における逆水性ガスシフト反応の実験方法
マスフローコントローラー (OVAL FHB21S)，バックプ
レッシャーバルブを取り付けたステンレス製反応管(SUS316L，外径 12.7 mm，内径 10.2 mm，肉厚 1.24 mm) を用いて固定床気相流通反応を行った． SILP 触媒を 2.0 g(3.1 mL) 充填した反応管に，圧力を制御しながら原料ガ
ス (二酸化炭素: 25.8 %，水素: 74.2 %) を供給した．反
応温度は SILP 触媒層の温度で制御した.反応管の端に取年報2020・研究室編●り付けたガスクロマトグラフィー (島津 GC-20B) を用いて,反応後の気相部分の各ガス成分量を決定した.

●年報2020・研究室編

10
8

Yield / %3. 反応の経時変化
原料ガスを圧力 6.0 MPa，流量 35 mL/min，反応温度
170 oC で SILP 触媒 2.0 g を充填した反応管に供給し，収率の経時変化を観測した．Fig.8 が示すように 2 時間後収率は安定状態となり，30 時間後もほぼ状態を維持している.原料ガスの二酸化炭素量をもとに一酸化炭素収率を求めると平均 8.1 %で，Ru の平均 TOF は 50/h となり，以前報告したバッチ反応の触媒リサイクル 20 回時の平均
TOF (18/h) に比較すると，流通反応の方がバッチ反応に比べて効率よく反応が進行していることが分かる．

12

6
4
2
0
0

5

10

15
20
Time/ h

25

30

35

Fig. 2 Time course of continuous RWGSR using a SILP
Ru catalyst.
A dush line shows equilibrium yield in gas phase.
Conditions: SILP Ru catalyst = 2.0 g, H 2/CO2 = 74.2/25.8,
flow rate = 35.0 mL/min (GHSV = 677 h -1), reaction
temperature=170 C.

61

報告・ターゲット研究部
report: 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）．

62

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17の合計19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，2020年度までに拠点型1，展開
型11の合計12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（2020年度までに終了
したクラスターはグレーで表示）．

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

触媒研究基盤開発長谷川淳也

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（朝倉清髙）

2007/4/1

2009/3/31

展開型

規整表面ナノ構造髙草木達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

2017/3/31

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

プラズモン光触媒反応

Ewa KOWALSKA

2013/2/1

展開型

バイオポリマー小山靖人

2013/10/1

2016/3/31

展開型

界面シミュレーション

中山哲

2014/8/1

2019/3/31

展開型

酸塩基触媒

中島清隆

2015/8/1

展開型

機能性合金触媒古川森也

2016/11/1

展開型

遷移金属誘起高分子合成/変換

Zhiyi SONG

2018/1/15

展開型

ナノ界面反応場研究クラスター

飯田健二

2020/2/1

年報2020・研究室編●

触媒研究基盤開発クラスター/ Research
Cluster for Sustainable Catalyst■2020年度の構成員〈リーダー/教授〉長谷川淳也・〈教授〉朝倉清髙/福岡淳/
清水研一/大谷文章/浦口大輔［2020/11/01～］/中野環/
西田まゆみ
■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．キャタリストインフォマ
ティクス事業をサポートした．

●年報2020・研究室編

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ている.
具体的には，gaussianとvaspを実行できる計算環境を研究
所内に提供している．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．データ収集，運用が進み，今年度末には，触媒物質のデータベースが1100件，XAFS databaseが230件に到達した．
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）．
2020年度のトピック： Gaussianプログラムの利活用に関する研修を触媒高等実践研修プログラムとして受入れ，国内2名の研修を行った．

63

規整表面ナノ構造研究クラスター/
Research Cluster of Well-defined Surface
Nanostructure

放射光■2020年度のうごき
上記13名が本クラスターに参画した．

■研究課題
本クラスターの目標は，酸化物単結晶表面を金属ナノク
ラスターや機能性分子で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．また，こうした規整された表面を原子レベルで構造解析するための新しい装置や手法の開発も行う．装置・手法開発に関して，これまで
超高真空下での静的な構造観察に限られていた偏光全反射蛍光XAFS法を高度化し，気相ガス存在下高温で，実際に反応が進行している状況下での活性点三次元原子配列（立体構造）を決定できる手法（オペランド偏光全反射XAFS法）へと発展させている．また，担持金属触媒における担体効果を解明するため，開発したオペランド偏光全反射
XAFS法を，金属を担持した種々の酸化物単結晶表面での触媒反応に適用し，反応中の金属活性点の電子状態や立体構
造に関する知見を得て，担体効果の厳密な解明と触媒開発指針の獲得を目指す．
1．触媒動作中の活性点立体構造決定を可能とするオペラ
ンド偏光全反射蛍光XAFS法の開発
固体表面に高分散した触媒活性点の構造（原子配列）を調べることは容易ではない．近年STM/AFMにより固体表面の原子像を直接観察できるようになったが，STM/AFMの分解能では，より微細な結合情報や立体構造情報を得ることは難しい．一方，XAFS法は，X線吸収原子周辺の結合及び構造情報を与えるが，基板表面に応用するには，感度が不十分である．我々は，超高真空下で試料調製・測定が可能な偏光全反射蛍光XAFS法を開発し（Fig.1），全反射法と蛍光法によって高感度化するとともに，偏光依存測定を行う
ことで，担持金属種の立体構造決定を可能にした．本手法
を用い，酸化物単結晶表面上の様々な金属単原子・ナノク
ラスターに対し，界面を含む三次元原子配列を決定し，金属/酸化物相互作用に関する基礎的知見と触媒特性との相関について議論してきた．しかし，高温かつ気相ガス存在下で触媒反応が実際に進行している条件下（オペランド）
では，こうした金属種の電子状態や立体構造は，超高真空下とは大きく異なると考えられ，触媒反応の真の理解には，本手法のオペランド化が不可欠である．
2020年度のトピック： Fig.2は，2018年に開発を開始し，継続的に改良を行っているオペランド偏光全反射蛍光XAFS測定装置の概略図と実際の装置の写真である．装置（小型真空槽）は，偏光全反射蛍光XAFS測定用セルとして64

19素子Ge半導体
検出器（SSD）による蛍光検出Si(111) モノクロメーター■2020年度の構成員〈リーダー/准教授〉髙草木達・〈教授〉清水研一・〈客員教員/慶應義塾大学〉近藤寛・〈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/名古屋大学〉山田泰之・〈学外研究協力教員/理化学研究所〉
瀧川一学・〈学外研究協力教員/東京大学〉津田宏治/佃達哉・〈学外研究協力教員/東京工科大学〉原賢二・〈学外研究協力教員/物質・材料研究機構〉魚崎浩平/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

pin-hole(f=0.4 mm)

X-ray

I0 測定用イオンチャンバー
X-ray

X-ray

E

E

E//表面

試料

全反射

E⊥表面

Fig.1. 偏光全反射蛍光 XAFS 法の概略と試料回転による偏光依
存 XAFS 測定．偏光 EXAFS では X 線電場ベクトルに平行な結合情報（結合原子や距離，配位数）を選択的に抽出し，単結晶表面上に分散した金属種の立体構造を決定できる．

機能すると同時に，触媒反応検出のためのバッチ式反応器としても機能する．槽内の有効内容積を可能な限り小さく設計し（216 cm3）
，四重極質量分析計による内部ガス分析機構を装備することで，単結晶基板試料（15×15×0.5 mm3）の極めて低い比表面積（実触媒である粉末試料の10万分の1）においても，触媒反応検出が可能となっている．すな
わち，触媒反応の進行状況を確認しながら偏光全反射蛍光XAFS測定が可能である．また，試料（試料ホルダー）は，
大気に晒すことなく，別の試料調製・分析用超高真空チャンバーとの間を移送でき，試料の前処理（Ar+スパッタリ
ング，高温アニーリング，金属蒸着など）やX線光電子分光（XPS）
・低速電子回折（LEED）測定による評価が可能となっている．

(a)(b)

Fig.2. (a) オペランド偏光全反射蛍光 XAFS 測定装置の概略
図．反応ガス導入用ライン及び生成ガス検出用ライン（四重極質量分析計に接続）を備えた小型真空槽をゴニオメーター上に設置し，試料移動（x, y, z）と回転（ ）により全反射条件の最適化と蛍光 XAFS 測定を行う．偏光依存測定は試料を 90 度回転（ ）して行う． (b) 実際に小型真空槽を，ビームライン定盤に設置したゴニオメーター上に固定したときの写真（KEK
IMSS-PF BL9A）

年報2020・研究室編●

2．オペランド偏光全反射蛍光XAFS法による担持金属触媒における担体効果の解明
酸化物担持金属触媒では，担体を変えることで活性が劇的に変化する場合が多く存在する（担体効果）．これは担持された金属のサイズ・形状（立体構造）や電子状態が，酸化物担体によって変化することに由来するが，反応条件下でこれらを原子レベルで厳密に計測する手法は乏しい．
一方，我々の開発したオペランド偏光全反射XAFS法は，触媒動作中の担持金属種の価数や酸化物との界面を含んだ
三次元原子配列を決定できるため，担体効果の解明に最適である．本手法を用い，Pt触媒によるCO酸化活性の担体依
存性(Al2O3，CeO2，TiO2担体など)について検討する．
2020年度のトピック： 担体として-Al2O3(0001)表面を用い，Pt担持直後及びCO酸化反応中のPt/Al2O3(0001)触媒のPt活性点立体構造の決定を行った．Fig.4(a) は，超高真空槽で-Al2O3(0001)表面にPt を真空蒸着後（ Pt被覆
率：5.1×1014 /cm2），大気に晒さずにオペランド偏光全反射
蛍光XAFS測定装置に移送し，室温でPt L3吸収端 偏光全反射蛍光EXAFS測定を行った結果である．顕著な偏光依存性は観察されず，カーブフィッティング解析から両偏光ともにPt-Pt結合距離:0.269±0.002 nm，有効配位数:4±1と求められた．これは，球状のPtクラスターがAl2O3(0001)表面に形成されたことを示している．より詳細な立体構造を決定するために，第一原理多重散乱理論に基づいたスペク
トルシミュレーションが可能なFEFFコード（FEFF8.04）を用いての解析を行った．Ptクラスターとして，球状かつ安定構造（閉殻）であることが知られているcuboctahedron
およびicosahedronのPt13 ，Pt55 ，Pt147 を仮定してシミュ
レーションを行ったところ，icosahedron Pt55クラスター
が実験スペクトルと最もよい一致を示した(Fig.4(a)及び(b))．原子数が100以下では，最安定面である(111)面のみが露出するicosahedronクラスターの方が，cuboctahedron
クラスターと比較してエネルギー的に安定であることが報告されており，本結果と一致する．
(a)

(b)

cuboctahedronおよびicosahedronのPt55，Pt147，Pt1309を仮定してシミュレーションを行ったところ，cuboctahedron
Pt147クラスターが実験スペクトルと最もよい一致を示した(Fig.5(a)及び(b))．本構造モデルと触媒活性の同時計
測から，触媒回転数(turnover firequency)を0.06 s-1 と見積もることができた．触媒反応条件下では，Ptクラス
タ ー が 凝 集 す る と と も に 形 状 が icosahedron か ら
cuboctahedronへと変化することを見出した．
(a)

(b)

Fig.5. (a) 反応ガス(CO:O2:Ar=20%:72%:8%, 100 Pa)存在下，試料温度 493 K における Pt/Al2O3(0001)表面の Pt L3 吸収端 偏光全反射蛍光 EXAFS スペクトル(誤差つきの黒線)．赤線は，(b)の構造モデルをシミュレーションしたスペクトル(Al2O3 は含めず)．

オペランド偏光全反射蛍光XAFS法は，触媒反応中の活性点立体構造を精密に決定することができ，活性点立体構造と触媒活性との相関に関する情報を，超高真空下ではなく現実的な反応条件下で厳密に取得できる唯一の手法である．今後は担体依存性を明らかにするため，CeO2やTiO2の単結晶表面にPtを担持した場合について検討していく．

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
触媒科学研究所清水教授・鳥屋尾助教，理化学研究所瀧川研究員，福岡工業大学蒲池教授「理論計算と機械学習による触媒特性因子の予測」(論文(1))/名古屋大学山田准教授「ポルフィリン・フタロシアニンからなる超分子集合体のアルカン活性化触媒への応用」/触媒科学研究所古川准教
授，工学研究院佐々木教授，東京工業大学野崎教授，産業技術総合研究所金研究グループ長「プラズマ触媒反応の機構解明」■2020年度の研究業績

Fig.4. (a) Pt 担持直後の Pt/Al2O3(0001)表面の Pt L3 吸収端 偏光全反射蛍光 EXAFS スペクトル(誤差つきの黒線)．Ar 雰囲気下(100 Pa)，室温で測定．赤線は，(b)の構造モデルをシミュレー
ションしたスペクトル(Al2O3 は含めず) ．

次にCO 酸化反応中のPt活性点の立体構造情報を得るた
め，反応ガス存在下高温での偏光全反射蛍光EXAFS測定を行った．Fig.5(a)は反応ガス(CO:O2:Ar=20%:72%:8%, 100Pa)存在下，試料温度493 KでEXAFS測定した結果である．
解析に十分なS/N比のスペクトルを得ることができた．
カーブフィッティング解析の結果，両偏光ともにPt-Pt結
合距離:0.273±0.002 nm，有効配位数:8±1 と求められ，
Pt ク ラ ス タ ー が 凝 集 し た こ と が 示 唆 さ れ た ．

●年報2020・研究室編

原著論文（*：審査つき）(1) Toyao, T.; Maeno, Z.; Takakusagi, S.; Kamati, T.;
Takigawa, I.; Shimizu, K. Machine Learning for Catalysis
Informatics: Recent Applications and Prospects. ACS. Catal.
2020, 10, 2260-2297.*(2) Mauriello, F.; Ariga-Miwa, H.; Paone, E.; Pietropaolo, R.
Takakusagi, S.; Asakura, K. Transfer hydrogenolysis ofaromatic ethers promoted by the bimetallic Pd/Co catalyst.
Catalysis Today 2020, 357, 511-517.*(3) Kido, D.; Uemura, Y.; Wakisaka, Y.; Ariga-Miwa, H.;
Takakusagi, S.; Asakura, K. Thorough Search Analysis ofExtended X-ray Absorption Fine Structure Data for Complex
Molecules and Nanomaterials Applications. e-J. Surf. Sci.
Nanotechnol. 2020, 18, 249-261.*

65

(4) Tsunekawa, S.; Yamamoto, F.; Wang, K.-H.; Nagasaka,
M.; Yuzawa, H.; Takakusagi, S.; Kondoh, H.; Asakura, K.;
Kawai, T.; Yoshida, M. Operando Observations of a
Manganese Oxide Electrocatalyst for Water Oxidation Using
Hard/Tender/Soft X‑ray Absorption Spectroscopy. J. Phys.
Chem. C 2020, 124, 23611-23618.*(5) Wakisaka, Y.; Hu, B.; Kido, D.; Al Rashod, M. H.; Chen,
W.; Dong, K.; Wada, T.; Bapurao, B.; Yuan, Q.; Mukai, S. ;Takeichi, Y.; Takakusagi, S.; Asakura, K. Bent crystal Laueanalyser combined with total reflection fluorescence X-ray
absorption fine structure (BCLA+TRF-XAFS) and its
application to surface studies. J. Synchrotron Rad. 2020, 27,
1618-1625.*(6) Koikde, A.; Uemura, Y.; Kido, D.; Wakisaka, Y.;
Takakusagi, S.; Ohtani, B.; Niwa, Y.; Nozawa, S.;
Ichiyanagi, K.; Fukaya, R. ; Adachi, S.; Katayama, T.;
Togashi, T. ; Owada, S.; Yabashi, M.; Yamamoto, Y.;
Katayama, M.; Hatada, K.; Yokoyama, T.; Asakura, K.
Photoinduced anisotropic distortion as the electron trappingsite of tungsten trioxide by ultrafast W L1-edge X-ray
absorption spectroscopy with full potential multiple
scattering calculations. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22,2615-2621.*(7) Wakisaka, M.; Uehara, H.; Yuan, Q.; Kido, D.; Wada, T.;
Uo, M.; Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Kamei, T.; Kuroda, S. ;Ohira, A.; Takakusagi, S.; Asakura, K. Extracting the local
electronic states of Pt polycrystalline films surface underelectrochemical conditions using polarization-dependent total

66

reflection fluorescence x-ray absorption near edge structure
spectroscopy. Electron. Struct. 2020, 2, 044403.*
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Takakusagi, S.; Bang, L.; Kido, D.; Sato, Y.; Asakura, K.:"Operando PTRF-XAFS technique for elucidating 3D
structure-activity relationship in heterogeneous catalysis "The 2nd Workshop of Reaction Infography / The 3rd
IRCCS International Symposium, Nagoya, Japan(2020/1/31). ［Invited lecture］(2) Takakusagi, S.: "Atomic-level visualization of surface
catalytic reactions by in-situ/operando XAFS and STM",International Joint Symposium On-Line: Cutting Edge ofSurface Science for Atomic Scale Approach to Catalyst,
Sapporo, Japan (2020/11/5). ［Invited lecture］(3) 髙草木達:「単結晶モデル表面を用いた触媒反応プロセスの原子レベル可視化」， 2020年度 触媒学会北海道支部 札幌講演会（オンライン）（2020/12/2）．［招待講演］(4) 髙草木達:「オペランド偏光全反射蛍光XAFS法の開発
による動作中触媒表面の三次元構造解析」， 令和2年度日本表面真空学会東北・北海道支部学術講演会（オンライン）（2021/3/5）．［招待講演］

年報2020・研究室編●

プラズモン光触媒反応研究クラスター/
Research Cluster for Plasmonic
Photocatalysis■2020年度の構成員〈リーダー/准教授〉Ewa KOWALSKA・〈准教授〉髙草
木達・〈客員教員/芝浦工業大学〉Izabela RZENZNICKA〈学外研究協力教員/京都大学〉阿部竜・〈学外研究協力
教員/The West Pomeranian University of Technology（ポーランド）〉Agata MARKOWSKA-SZCZUPAK〈学外研究協力
教員/パリ大学（フランス）〉Hynd REMITA/Christophe
COLBEAU-JUSTIN〈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 / グ ダ ン ス ク 大 学 （ ポ ー ラ ン ド ） 〉 Adriana
ZALESKA-MEDYNSKA〈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 /Poznan
University of Technology （ ポ ー ラ ン ド ） 〉 Marcin
JANCZAREK 〈 学 外 研 究 協 力 教 員 /Hubei University ofTechnology（中国）〉Zhishun WEI 〈学外研究協力教員/
Xiangtan University （中国）〉Shuaizhi ZHENG■2020年度のうごき
コロナ禍により，すべての訪問予定はキャンセルされ，電子メールあるいはオンラインアプリケーションにより
ディスカッションを行った．

明らかにした.《論文7,11/総説・解説2,5/講演3-5》．
（4）
希土類元素，炭素，窒素, 硫黄,イオン液体を担持させた
酸化チタンお高い水浄化活性を示すことを明らかにした《論文4,5,8/著書1》．
（5）八面体形状（OAP），十面体形状（DAP）アナタース酸化チタン，チタニアナノワイヤー，
チタニア中空粒子およびプラズモニックコアシェル粒子（Fe3O4@SiO2@TiO2）の光触媒活性におよぼす形状の影響を検討し，形状が光触媒活性の制御する鍵であることを明らかにした．さらに，サブミクロンサイズのチタニア中空粒子および磁気的に分離回収が可能なコアシェル粒子の調製に成功した《論文1,3,9-13/著書1/総説・解説3,7/講演
4-8》．
（6）新規な研究として，breast adenocarcinoma MCF7細胞に対する酸化チタン光触媒の影響を検討し，局所的に酸化チタン光触媒を投与することが癌治療に有効である
ことが示された《論文12/総説・解説5》．（7）酸化銀(I)あるいは酸化銅(I/II)－酸化チタン(IV)系ヘテロ接合型
光触媒（Ag2O/TiO2，CuO/TiO2, Cu2O/TiO2）が有機物分解および微生物の分解に高い活性を示すことを明らかにするとともに，酸化チタンと複合化することによって，とくに
コア－シェル型構造にすることによってp型半導体粒子が安定化することを見出した．XPS解析により，紫外線照射下において光触媒活性が向上するのは，Zスキーム機構によるが，逆に可視光照射下においてII型ヘテロ接合系が不活性であるのは，電荷キャリアである電子と正孔の再結合によることを提案した（Fig. 1）.《論文6,13/講演5,7》■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．これらの光触媒をもち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局在表面プラズモン共鳴（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．
また，酸化銀(I)あるいは酸化銅(I)－酸化チタン(IV)系ヘ
テロ接合型光触媒を調製し，比較的安価な金属を用いる光触媒について，その作用機構について検討した．さらに，他の可視光応答性光触媒について環境浄化とエネルギー
変換特性について検討を行う．
2020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．貴金属ナノ粒子（NMNPs）のサイズを制御するために，（i）無酸素状態および（ii）酸素存在下の条件などのさまざまな条件下でNMNPsの光析出を行った.《論文7,9-10,12/総説・解説1-4 /講演1-7》．（2）時間分解マイク ロ 波 光 伝 導 度 （ time-resolved microwave 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．
《論文1,6/講演3-5》.（3）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もちいて検討した．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●年報2020・研究室編

Fig. 1 Back cover for core/shell photocatalyst(CuxO@TiO2) with enhanced activity under UV irradiation
due to Z-scheme mechanism (Paper 13).

■2020年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Wei, Z.; Endo-Kimura, M.; Colbeau-Justin, C.; Ohtani, B.;
Kowalska, E. Octahedral anatase titania as efficientphotocatalyst: Influence of preparation conditions. J.
Nanosci. Nanotechnol. 2020, 2, 1278-1287.
(2) Markowska-Szczupak, A.; Wei, Z.; Kowalska, E. The
influence of the light-activated titania P25 on human breast

67

cancer cells. Catalysts 2020, 2, 238(3) Chang, Y.; He, P.; Wei, Z.; Chen, Y.; Wang, H.; Wu, C.;
Zhou, Z.; Huang, H.; Kowalska, E.; Dong, S.
Three-dimensional monodispersed TiO2 microsphere network
formed by a sub-zero sol-gel method. Mater. Lett. 2020, 268,
127592.
(4) Paszkiewicz-Gawron, M.; Makurat, S.; Rak, J.;
Zdrowowicz-Zamojc, M.; Lisowski, W.; Zaleska-Medynska,
A.; Kowalska, E.; Mazierski, P.; Luczak, J. Theoretical andexperimental studies on the visible-light activity of TiO2
modified with halide-based ionic liquids. Catalysts 2020, 10,371.
(5)Mazierski, P.; Mikolajczyk, A.; Grzyb, T.;
Arellano-Caicedoa, P.; Wei, Z.; Kowalska, E.; Pinto, H.;
Zaleska-Medynska, A.; Nadolna, J. On the excitation
mechanism of visible responsible Er-TiO2 system proved byexperimental and theoretical investigations for boosting
photocatalytic activity. Appl. Surf. Sci. 2020, 527, 146815.
(6) Mendez-Medrano, M.; Kowalska, E.; Ohtani, B.; Uribe, D.
B.; Colbeau-Justin, C.; Rau, S.; Lopez, J. L. R.; Remita, H.
Heterojunction of CuO Nanoclusters with TiO2 forPhoto-Oxidation of Organic Compounds and for Hydrogen
Production. J. Chem. Phys. 2020, 153, 034705.
(7) Endo-Kimura, M.; Karabiyik, B.; Wang, K.; Wei, Z.;
Ohtani, B.; Markowska-Szczupak, A.; Kowalska, E.
Vis-responsive copper-modified titania for decomposition oforganic compounds and microorganisms. Catalysts 2020, 10,1194 (feature paper).
(8) Mazierski, P.; Roy, J.; Mikolajczyk, A.; Wyrzykowska, E.;
Grzyb, T.; Arellano Caicedoa, P. N.; Wei, Z.; Kowalska, E.;
Zaleska-Medynska, A.; Nadolna, J. Systematic and detailed
examination of NaYF4-Er-Yb-TiO2 photocatalytic activity
under Vis - NIR irradia-tion: Experimental and theoreticalanalyses. Appl. Surf. Sci. 2021, 536, 147805.
(9) Bielan, Z.; Kowalska, E.; Dudziak, S.; Wang, K.; Ohtani,B.; Zielinska-Jurek, A. Mono- and bimetallic (Pt/Cu)
titanium(IV) oxide photocatalysts. Physicochemical andphotocatalytic data of magnetic nanocomposites' shell. Data
in Brief 2020, 31, 105814-105826.
(10) Bielan, Z.; Kowalska, E.; Dudziak, S.; Wang, K.; Ohtani,B.; Zielinska-Jurek, A. Mono- and bimetallic (Pt/Cu)
titanium(IV) oxide core-shell photocatalysts with UV/Vis
light
activity
andmagnetic
separability. Catal.
Today 2021, 31, 198-209.
(11) Paszkiewicz-Gawron, M.; Kowalska, E.; Endo-Kimura,M.; Zwara, J.; Pancielejko, J.; Wang, K.; Lisowski, W.;
Luczak, J.; Zaleska-Medynska, A.; Grabowska-Musial, E.
Stannates, titanates and tantalates modified with carbon andgraphene quantum dots for enhancement of visible-light
photocatalytic activity. Appl. Surf. Sci. 2021, 541, 148425.
(12) Raja-Mogan, T.; Lehoux, A.; Takashima, M.; Kowalska,
E.; Ohtani, B. Slow photon-induced enhancement ofphotocatalytic activity of gold nanoparticle-incorporated
titania inverse opal. Chem. Lett. 2021, 50, 711-713.
(13) Wang, K.; Bielan, Z.; Endo-Kimura, M.; Janczarek, M.;
Zhang,
D.;
Kowalski,D.;
Zielinska-Jurek,
A.;
Markowska-Szczupak, A.; Ohtani, B.; Kowalska, E. On themechanismofphotocatalytic
reactionson
CuxO@TiO2 core-shell photocatalyst. J. Mater. Chem.
A 2021, 9, 10135-10145.
著書(1) Janczarek, M.; Kowalska, E. Gas-phase synthesis ofanatase titania nanocrystals with controlled structuralproperties. In: Practical Aspects of Chemical Engineering.
ed.: M. Ochowiak, S. Woziwodzki, P. T. Mitkowski and M.
Doligalski, Springer, May 2020, 99-109.

68

総説・解説
(1) Raja-Mogan, T.; Ohtani, B.; Kowalska, E. Photonic
crystals for plasmonic photocatalysis. Catalysts 2020, 10, 827(feature paper).
(2) Endo-Kimura, M.; Kowalska, E. Plasmonic Photocatalysts
for Microbiological Applications. Catalysts 2020, 10, 824(feature paper).
(3) Wei, Z.; Janczarek, M.; Zheng, S.; Wang, K.; Kowalska,
E. Morphology-Governed Performance of Plasmonic
Photocatalysts. Catalysts 2020, 10, 1070.
(4) Kowalska, E. Plasmonic Photocatalysts. Catalysts
2021, 11, 410.
(5)Markowska-Szczupak,A.;
Endo-Kimura,M.;
Paszkiewicz, O.; Kowalska, E. Are Titania Photocatalysts
and Titanium Implants Safe? Review on the Toxicity ofTitanium Compounds. Nanomaterials 2020, 10, 2065.
(6) Janczarek, M.; Kowalska, E. Computer Simulations of
Photocatalytic Reactors. Catalysts 2021, 11, 198 (feature
paper and shown on journal home page).
(7) Janczarek, M.; Endo-Kimura, M.; Wei, Z.; Bielan, Z.;
Raja-Mogan, T.; Khedr, T.; Wang, K.; Markowska-Szczupak,A.; Kowalska, E. Novel structures and applications ofgraphene-based semiconductor photocatalysts: Faceted
Particles, Photonic Crystals, Antimicrobial and Magnetic
Properties. Appl. Sci. 2021, 11, 1982.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Ohtani, B.; Raja-Mogan, T.; Takashima, M.; Kowalska, E.:"Titania inverse-opal photonic crystals incorporating gold
nanoparticles in void spaces for photoabsorption
enhancement" 237th ECS Meeting, Montreal, Canada(2020/05/10-15 [2020/05/13] online).
(2) Ohtani, B.; Raja-Mogan, T.; Lehoux, A.; Takashima, M.;
Kowalska, E.: "Titania inverse-opal photonic crystals
incorporating gold nanoparticles in void spaces forphotoabsorption enhancement" Pacific-Rim Meeting on
Electrochemical and Solid State Science (PRiME2020),
Honolulu, USA (2020/10/04-09［2020/10/07］online) .
(3) Endo-Kimura, M.; Wei, Z.; Ohtani, B.; Kowalska, E.:"Plasmonic photocatalysis for environmental purification"
The 6th Hokkaido University Cross-Departmental
Symposium, October 19, 2020, Sapporo (2020/10/19 online) .
(4) Kowalska, E.: "Heterogeneous photocatalysis forenvironmental applications, the Global Course ofEngineering and Science, Saitama Institute of Technology,(2021/01/22 online) .
(5) Kowalska, E.: "The morphology-governed activity ofplasmonic photocatalysts" International Joint Symposium
On-line: Challenge to Develop Innovative Photocatalyst(2021/01/26 online) .
(6) Kowalska, E.: "Morphology-governed activity ofplasmonic photocatalysts" 5th International Conference on
Catalysis and Chemical Engineering (CCE-2021), Online(Eastern Time (US)) (2021/02/22-26 [2021/02/23]) .
(7) Raja-Mogan, T.; Kowalska, E.; Takashima, M.; Lehoux,A.; Ohtani, B.: "Titania Inverse-opal with a Gold
Nanoparticle
Incorporated
per
Void
Space
for
Photoabsorption Amplification" The 4th IRCCS International
Symposium on Multidimensional control over material
structure and function (2021/03/15 online) .
(8) Kowalska E.: "Morphology design in heterogeneous
photocatalysis: Symmetry vs asymmetry" The 4th IRCCS
International Symposium on Multidimensional control overmaterial structure and function (2021/03/15 online).

年報2020・研究室編●

酸塩基触媒研究クラスター/ Research
Cluster for Acid-Base Catalysis■2020年度の構成員〈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/本倉健・〈学外研究協力教員/東北大学〉加藤英樹・〈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■2020年度のうごき
8名の共同研究者（北海道大学の長谷川淳也教授，神谷裕一教授，千葉大学の一國伸之准教授，東北大学の加藤英樹准教授，東京工業大学の横井俊之准教授および本倉健准教授，アイントホ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）と精力的に共同研究を推進した．さらに，ポリエステル原料となるバイ
オマス由来糖類からのフラン類合成に関して科学技術振興機構・未来社会創造事業にて支援を受けている（課題
名：液相反応分離プロセスによるフラン誘導体の高効率合成，2019年11月～）．2020年11月からは科学研究費補助金・学術変革領域研究(A)にて新たに採択された「超秩序構造が創造する物性科学」に分担研究者として参画し，分野横
断的な共同研究を通して物質内に含まれる超秩序構造の観測・理解・制御を基盤として触媒科学における新たな材
料・反応の開拓を進めている．

■研究課題
本研究クラスターでは，固体酸化物表面の酸塩基性質を活用し，再生可能資源を利用した基幹化学品の原料となる
有用中間体の環境低負荷な合成法の確立を目指している．
持続可能な資源循環型社会の構築を目指し，再生可能な“バイオマス資源”を炭素資源に利用した燃料および基幹化学品の開発が注目されている．空気中に存在する二酸
化炭素を利用した燃料・基幹化学品製造プロセスも有望なアプローチであるが，近未来における循環型炭素資源を利用した化学産業を稼働させるためには，バイオマス資源の利活用が必要不可欠である．これまでにバイオマス化学品
を用いて化石資源化学品の代替や新しい汎用材の創出が多数提案されているが，その大部分が汎用化・普及を想定できるレベルまで至っていない．その最大の理由は，汎用材の大規模生産に必要な“高い生産性”と“低環境低負荷”を併せ持つバイオマス変換プロセスが構築されていない

Fig.1. セルロースから基幹化学品の原料への誘導経路●年報2020・研究室編ことにある．エネルギー消費の大きな分離回収プロセスを必要とせず，繰り返し使用できる安定で高活性な固体触媒の利用は，これまでの化石資源を利用した“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”という産業の理想像を実現するために大きな役割を果たし，数多くの基幹化学品製造（アンモニア製造や石油の精製・改質）の基盤技術となってきた．バイオマス変換プロセスにおいても固体触媒の利用が進められてきたが，バイオマス基質がもつ多量の含酸素官能基が引き起こす副反応を抑制す
る革新的なアイディアがなく，固体触媒プロセスの本来の特色である高い生産性と環境低負荷の工業プロセスの基礎学理が構築されていない．
そこで本研究クラスターでは，バイオマス由来の糖類から多様な基幹化学品原料となるフラン類の合成を目指し，
その環境低負荷変換プロセスを構築するために必須となる固体触媒反応プロセスの開発に取り組んでいる（Fig.
1）．主に酸塩基触媒の開発に主眼を置いた研究活動を進めているが，それに加えて副反応を抑制する手段としてのア
セタール保護基の活用を進めている．新しい固体触媒の開発と基質の反応性制御を基盤とした触媒反応プロセスの設計により，従来型の単純な反応条件の最適化研究とは一線を画した研究を推進する．
1．金属酸化物触媒による糖類の変換反応
非晶質の酸化ニオブ（含水ニオブ酸）は水中で機能する
ルイス酸触媒であり，その脱水作用によってグルコースを水溶液内で多様な基幹化学品へ誘導するための鍵となる
5-ヒドロキシメチルフルフラール（HMF）へと変換することができる．一方，低結晶性の酸化チタンは水中で機能するルイス酸塩基サイトをもち，その協奏的脱水作用によってグルコースからHMFを生成することができる．ニオブやチタンをベースとした新しい糖変換用固体触媒の創生する手法として，①複合酸化物への拡張による酸性質および塩基性質の制御，②結晶化度の変化による酸密度・酸強度の制御，が重要となる．
(1)水溶性金属錯体を利用した液相沈殿法またはアモル
ファス金属錯体法による複合酸化物触媒の合成
塩基性酸化物となる金属種を第二成分としたニオブおよびチタン系複合酸化物では，ニオブまたはチタンに由来するブレンステッド酸やルイス酸，および第二成分の酸化物成分に由来する塩基性質の発現などが期待できる．
例えば，酸性酸化物である酸化ニオブは触媒活性サイトとして機能するようなルイス塩基サイトをもたないが，塩
基性酸化物であるY2O3やBaOを含むニオブ系複合酸化物ではニオブおよび第二金属成分に由来するルイス酸および
ルイス塩基の形成が期待される．よってニオブ系複合酸化物では酸化チタンのような協奏的脱水作用が作動し，グルコースをHMFへと変換できると考えられる．このような組成の変化に伴うルイス酸塩基性質の制御法は，新しい糖変換用固体酸塩基触媒の開発手法として興味深い．触媒として有効な表面積の大きな複合酸化物を合成するため，水溶性金属錯体を利用した液相沈殿法またはアモルファス金属錯体法による検討を進めている．一例として，4配位ニオブ（NbO4）と8配位イットリウム（YO8）にて構成される複合酸化物（YNbO4, Fig. 2）の合成法について示す．
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た．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]）を生成させた．回収69

したニオブ過酸化物錯体が溶解した水溶液（150 mL）に対して，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時間攪拌すると溶液内に白色沈殿が生成した．
遠心分離で沈殿を回収し，空気中で焼成することによって
YNbO4が得られた．

Fig. 3 斜方晶BaNb2O6の構造図

Fig. 2 正方晶YNbO4の構造図(2) 複合酸化物触媒による糖変換反応
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している．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．400ºC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，O
OH OH OO OH OH
O
Hydrideshift shift
1,3-ジヒドロキシアセトン，ピルブアルデヒド，乳酸）とHydrideO
OH
OH OHOOHO O O OHOHOH
HO OHO
Hydrideshift
Hydride
shift
OH
O
O
OH
OHODehydration
OHO
O OO
OH
OH
OH
Dehydration
Hydrideshift
Hydrideshift
Hydrideshift
HMFが生成した（Fig.4）． OHOHshift
O O OH
HHydride
OHO
O OH
O O
OH
Dehydration
OH
DehydrationO

400 ºCで焼成した試料はアモルファス酸化物であるが，
H
OHOHOH
Hydride shift HOHO HOHOH
OO
Dehydration OH O O OO Dehydration
Dehydration
Dehydration
OH
HydrideHshift
ラマン分光分析によりNbO4ユニットによって骨格が形成
OHOH
O O O
O HOO O OH
OH OHOOH
O
Dehydration
OH
OH
Hydrideshift
OH
Hydride
shift
OH
O
OH
O
HO OOHOHHOOOH O
HMFHydrideshift
HydrideHshift
HMF O
Dehydration
Hydride
shift
H
O
OH
H
O
OH
Fructose
HO
OH
O O
HOH
O OHOHOH
HO
Fructose
H
O
O
OH
されている．一方，700 ºCで焼成した試料は正方晶YNbOGlucose
H
O
H
O
4
Dehydration
OH
O
Dehydration
HMF
HO
Dehydration
HMFHMF O HMF
Dehydration
GlucoseHO
OHDehydration
Fructose
Fructose
HMF
HMF
H
O
OH
Fructose
Fructose
GlucoseFructose
Fructose
Glucose
HO
O OH
OH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
H
OH
H
O
HMF HMF
GlucoseGlucoseOH
GlucoseGlucoseHO
OHHO
Fructose
HMF
Fructose
Retro-aldol
Retro-aldol
Fructose
HMF
Glucose
HMF
HMF
4配位ニオブ種である（Fig. 2）．これらの試料の特徴は，
GlucoseFructose
HMF
Fructose
GlucoseFructose
Retro-aldol
Fructose
Retro-aldol
condensation
condensation
GlucoseGlucoseRetro-aldol
Retro-aldol
GlucoseActivesites
on YNbO
Retro-aldol
Activesites
on YNbO
GlucoseRetro-aldol
44condensation
その大きな表面積にある．固相法に代表されるように，
一
condensation
condensation
Retro-aldol
Active
sites
onon
YNbO
Retro-aldol
condensation
Activesites
YNbO
4 sitescondensation
Retro-aldol
condensation
ActiveonYNbO
YNbO4
4 on YNbO
Active
sites
on
YNbO
condensation
Activesites
4YNbO
Active
sites
on
Lewis
acid
site
Retro-aldol
Lewis
acid
site
Retro-aldol
condensation
Activeon
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Retro-aldol
44 4condensation
Retro-aldol
Activesites
onsites
YNbO
Lewis
acid
site
Dehydration
Dehydration
Activesites
on
4 YNbO
Lewis
acid
site
condensation
condensation
Lewis
acid
site
4
HydrideHydridecondensation
Lewis
acid
site
condensation
Lewis
site
Base
site
Active
sites
on
YNbO
Active
sites
on
YNbO
Dehydration
Lewis
site
Base
site
Lewis
acid
Oacid
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
Active
sites
on
YNbO
4 site4acid
Dehydration
O
Active
sites
on
YNbO
HydrideDehydration
4
O
Dehydration
O
Dehydration
shift Hydride
4
HydrideBase
site
OshiftLewis
acidsite+ acid site
HydrideDehydration
O
O
Dehydration
Lewis
Hydride
Base
site
Base
site
Base
site
Hydride
OO
O
+
site
shift
δ O O
-site
OHydride
ODehydrationOδacidsite- Lewis
Base
site
O
Lewis
acid
site
shift
DehydrationBaseの表面積は非常に小さい．一方，液相沈殿法によって得らBaseLewisδ
shift
shiftO
O
acid
site
O
δ
O
+ Lewis
O
O
acid
site
shift
HydrideHydride
O O
δ
O
δ
shift
Dehydration
shift
DehydrationBaseNb
O O HOδ- δYYδ+- δδ+δ+site-site Base
DehydrationO
HOOH OOH OOHydrideHydrideDehydration
δ
+ +
-ONb
O
Y
Hydride
O
H
YBase
Nb
Base
site
shift
δ
Base
site
shift
δ
HydrideNbO
δ
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
O
HO
O
O
OH
site
OδOO
HO
Y OsiteOHOHδδ- +- O Nbδ+HH
NbO OacidO-Y
YO Base
shift
O
HO
O
Nb
OH
HO
O shift
LacticO shift
shift
OOH
HO
OY- δYO Lactic
OHHO
H
Lacticacid
O Pyruvaldehyde
acid
OOH
HO
HO OO
OHOH
δ+ Nb
+
-O
δ- + δNbO
Lacticacid
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
Pyruvaldehydeδ
H LacticδY
Pyruvaldehyde
Y
H
δ+Nb
Nb
- δ
LacticOH
acid
δ
acid
HO
O
δ
HO
O
OH
Pyruvaldehyde
Lacticacid
Y YO YNb
O
HNb
TriosesugarsO
Nb
TriosesugarsH
Pyruvaldehyde
Lacticacid
HO
Nb
PyruvaldehydeOY
LacticOH
Triose sugars
Pyruvaldehyde
HO OH
O
OH acid
H H HO HO OH
HOPyruvaldehydeOの構造特性を有し，700 ºC程度の比較的高温で結晶化したTriose sugars
O O HO Pyruvaldehyde
Lactic Lactic
acid acid
Triose sugars
Triosesugars
Lacticacidacid
Pyruvaldehyde
Triosesugars
Lacticacid
Pyruvaldehyde
Lactic
Lacticacid
TriosesugarsTriosesugarsPyruvaldehyde
Pyruvaldehyde
後でも30-40 m2 g-1程度の大きな表面積を保持している．
Pyruvaldehyde
Triose sugars
Pyruvaldehyde
Fig. 4 固体酸塩基触媒によるグルコース変換反応
Triose sugars+

2020年度のトピック： アモルファス金属錯体法により担持型BaNb2O6触媒を調製した．乳酸ニオブ錯体が溶解した水溶液と炭酸バリウムを溶解させた乳酸水溶液を混合し，析出沈殿が起こらない条件下にてゲル化させた．得られたゲルを空気中で炭化および熱分解するとバリウムとニオブによって構成される酸化物前駆体が得られ，さらに700ºC焼成することにより結晶化したバルク型BaNb2O6 触媒（斜方晶，Fig. 3）を得た．前駆体水溶液にα-Al2O3担体を加えてゲル化を促進させ，その後の熱処理によって同様の結晶構造をもつ担持BaNb2O6触媒を合成した．
バルク触媒の表面積は約30 m2 g-1であり，汎用的な固相法で合成される複合酸化物（< 1 m2 g-1）よりははるかに大きい．しかし結晶化に伴って酸化物骨格の密度が上昇するため，非晶質の酸化ニオブ（約170 m2 g-1）などに比べると大幅に小さい．微粒子化すると表面積が向上するため，一般的に活性サイト量の増加に寄与する．しかし，結晶性の複合酸化物微粒子を合成するためには煩雑な合成方法が必須となっていた．我々の合成アプローチでは，均質性の高い液相プロセスを汎用性の高い含浸法と組み合
わせ，単純な高温焼成によって複合酸化物の微粒子を担体表面へ形成することができる．SEM観察にて粒子径の変化を確認したところ，バルク触媒の粒子径が3-15 μmであるのに対し，担持触媒の粒子径は0.1-0.5 μmであった．複合酸化物の形成過程で担体と前駆体のあいだで反応しないことが重要な因子であり，それが不活性なα-Al2O3担体を利用した理由である．

70

TriosesugarsTriosesugarsTriosesugarsTriosesugars

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．低温焼成した試料はルイス酸塩
基の両機能を併せ持つ酸化物であり，グルコースから乳酸を水溶液内で合成することができる．これはルイス酸とルイス塩基が作用することによって異性化・逆アルドール反応が選択的に進行したことを示しており，グルコースはフルクトースおよび3炭糖を経由して乳酸へと変換された（Fig. 4）
．一方，700 ºC焼成試料では主にHMFが主生成物として生成し，その収率はリン酸を導入することによって向上した．HMFの生成速度を比較すると，YNbO4のほうが従来の酸化ニオブよりも高活性となった．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．
2020年度のトピック：

バルク型BaNb2O6触媒および担持年報2020・研究室編●

型BaNb2O6触媒（20wt%）の触媒活性をキシロース脱水反応
にて評価した．同じ触媒量を使用した場合でも担持
BaNb2O6触媒がバルク触媒と同程度の活性を示した．これは，担持により単位重量当たりの活性が5倍程度向上した
ことを示している．バルク触媒は転化率の上昇に伴ってフルフラール生成量の増加が鈍化したが，担持型BaNb2O6触媒は高転化率でも良好なフルフラール収率／選択率を示した．担持による活性向上は，主に単位重量あたりの活性サイト量の向上に起因していると考えている．他の既存触媒に対する優位性の検証に加えて，類似の経路で反応が進行するグルコースからのHMF合成についても検討する予定である．
2. 担持金属触媒によるHMFアセタールの変換反応
リグノセルロースから誘導されるHMFは，フラン環を基盤とした様々な有用ポリマーの原料となることが知られている（Fig. 1）．その中でもフランジカルボン酸は石油由来のテレフタル酸を置き変える新たな植物由来ポリエ
ステルの原料として注目されている．植物由来のバイオエ
チレングリコールとフランジカルボン酸から合成される
PEFは，石油から作られるポリエチレンテレフタレート（PET）を上回る様々な優れた物性（ガス透過性や高い引張強度など）をもつ．そのため，BASFやDupontなど海外の大手化学メーカーもフランジカルボン酸の大規模合成を進めているが，現状では生産性の高いフランジカルボン酸の大規模合成は達成されていない．その最大の要因は，HMF
を高濃度条件下で効率よくフランジカルボン酸へ変換することができないことにある．そこで我々は副反応の原因となるHMFのホルミル基を1,3-プロパンジオールで保護し（Fig. 5(step 1)），その後に6員環アセタールを含むHMF（以下ではPD-HMFと示す）を酸化することにより保護剤を回収しつつフランジカルボン酸を合成する手法を考案した（Fig. 5(step 2)）．
Step 2

Step 1
HO

O

O
H

HMF

O

Acetalization
HO

HO(CH2)3OH(1,3-propanediol)O

PD-HMF

O

Oxidation
O

HO

O

O
OH

Au/CeO2
FDCA

Fig. 5 PD-HMFを利用したフランジカルボン酸合成
従来の合成法では，酸化セリウムに金のナノ粒子を固定した固体触媒（Au/CeO2）を利用することによって，希薄なHMF水溶液（0.5-2 wt%）からフランジカルボン酸を90-99%の高い収率で合成できることが報告されている．そこで我々も，同様の反応系を利用した検討を開始した（Fig. 6）．1wt%のHMF水溶液（5 mL）に50 mgの固体触媒（Au/CeO2，Au担持量：2.1 wt%），基質に対して2等量のNa2CO3を加え酸素加圧下（0.5 MPa），150 C，15時間の反応を実施した．反応後の生成物を高速液体クロマトグラフ
によって分析したところ，フランジカルボン酸の収率は91%となり，既報の結果を再現することができた．しかし，基質濃度を10 wt%へと上昇させ，同じ条件下にて反応を実施したところ，フランジカルボン酸の収率は28%となり，同時に固体状の析出物を含む多量の副生成物（47%）が生成した．一方，HMFの環状アセタール体であるPD-HMFを原料として同様の検討を実施したところ，基質水溶液の濃度を1 wt%，10 wt%，さらには20 wt%へと変化させても90%以上の高いフランジカルボン酸の収率が得られた．なお，保護剤の一部は反応中に酸化されるが，10 wt%PD-HMF水溶液の反応では約80%が回収することができた．

●年報2020・研究室編

Concentration
O
HO

O

O

20 wt%

91%

10 wt%

94%

1 wt%

FDCA：95%

PD-HMF（New process）

HO

O

O
10 wt%

28%

Byproduct：47%

H

HMF
1 wt%
（Conventional process）

0

FDCA：91%
20

40
60
80
Product yield（%）

100

Fig. 6 セリア担持金触媒（Au/CeO2）による従来法および新規法によるフランジカルボン酸合成の比較
本研究の最大の特徴は，フランジカルボン酸の収率を維持したまま溶媒使用量の大幅な低下を達成することができたことである．大量の溶媒を必要とする既存の合成法（低濃度水溶液からの合成法）では，フランジカルボン酸を単離・回収するために莫大なエネルギー消費を伴う溶媒除去の工程が必要となるが，今回の開発された反応系では，反応効率（収率）を維持したまま濃度条件を10倍，20倍と増加させることが可能になったため，溶媒留去に要す
る投入エネルギーの大幅な削減効果がある．さらに，本反応系では副反応によって生成した固体の析出物の生成が起こらないため，フランジカルボン酸を定常的に効率よく長期間にわたって連続生産できる有効なプロセスを設計することができる．
2020年度のトピック： Au/CeO2によるPD-HMFの酸化プロ
セスの欠点は保護剤として利用した1,3-プロパンジオール（PDO）の回収率の低さ（約80%）にある．これは，FDCAの生成に伴って溶液中に遊離のPDOの一部が酸化分解することに起因している．高いFDCA収率とPDO回収率を両立するため，アセタール部位を維持したままPD-HMFのヒドロキ
シメチルをカルボン酸へと酸化し，そして脱保護により保護基を回収する．最後に脱保護によって生成したホルミル基を酸化して目的のFDCAを合成する．様々な触媒を検討したところ，ヒドロキシアパタイト担持Au触媒が2つの酸化反応を選択的に進行させることを見出した．この新しいプ
ロセスにより，各ステップで10%以上の高濃度基質水溶液を用いた反応系において，90%以上のPDO回収率と85%以上のFDCAを達成することができた．

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
アイントフォーフェン工科大学（オランダ）Emiel Hensen
教授「材料科学および理論科学の融合による高性能なバイオマス変換用固体触媒の創生 (JSPS, 国際強化B)」/アイ
ントフォーフェン工科大学（オランダ）Emiel Hensen教授「 Selective conversion of biobased feedstock throughprotective strategies (共同利用・共同研究)」/東北大学加藤英樹教授「グルコース転化のための固体酸触媒開発」/東京工業大学本倉健准教授（現 横浜国立大学，教授）「芳香族C-H結合活性化を指向した固定化金属触媒の開発と構造解析」/大阪大学満留敬人准教授「バイオマス由来物質から基礎化学品を作る革新的グリーン触媒技術の開発」/鳥取大学菅沼学史講師「還元処理した酸化モリブデン担持貴
金属触媒によるプロリンの水素化」 /東京工業大学鎌田慶吾准教授「バイオマス変換用担持金触媒の構造解析」

71

■2020年度の研究業績
原著論文（*：審査つき）(1) Fujita, S.; Nakajima, K.; Yamasaki, J.; Mizugaki, T.;
Jitsukawa, K.; Mitsudome, T. Unique Catalysis of Nickel
Phosphide Nanoparticles to Promote the Selective
Transformation of Biofuranic Aldehydes into Diketones in
Water. ACS Catal. 2020, 7, 4261-4267.
(2) Maeda, K.; Uemura, Y.; Chun, W. J.; Satter, S. S.;
Nakajima, K.; Manaka, Y.; Motokura, K. Controllable Factorsof Supported Ir Complex Catalysis for Aromatic C-H
Borylation. ACS Catal. 2020, 24, 14552-14559.
(3) Miyoshi, A.; Kato, K.; Yokoi, T.; Wiesfeld, J. J.; Nakajima,K.; Yamakara, A.; Maeda, K. Nano vs. bulk rutile TiO2:N,F in
Z-scheme overall water splitting under visible light. J. Mater.
Chem. A 2020, 24, 11996-12002.
(4) Satter, S. S.; Hirayama, J.; Kobayashi, H.; Nakajima, K.;
Fukuoka, A. Water-Resistant Pt Sites in Hydrophobic
Mesopores Effective for Low-Temperature Ethylene
Oxidation. ACS Catal. 2020, 22, 13257-13268.
(5) Fujita, S.; Yamaguchi, S.; Yamasaki, J.; Nakajima, K.;
Yamazoe, S.; Mizugaki, T.; Mitsudome, T. Ni2P Nanoalloy as
an Air-Stable and Versatile Hydrogenation Catalyst in Water:
P-Alloying Strategy for Designing Smart Catalysts. Chem. -72

Eur. J. 2021, 13, 4439-4446.
(6) Ishikawa, H.; Sheng, M.; Nakata, A.; Nakajima, K.;
Yamazoe, S.; Yamasaki, J.; Yamaguchi, S.; Mizugaki, T.;
Mitsudome, T. Air-Stable and Reusable Cobalt Phosphide
Nanoalloy Catalyst for Selective Hydrogenation of Furfural
Derivatives. ACS Catal. 2021, 2, 750-757.
(7) Yamaguchi, S.; Fujita, S.; Nakajima, K.; Yamazoe, S.;
Yamasaki, J.; Mizugaki, T.; Mitsudome, T. Air-stable andreusable nickel phosphide nanoparticle catalyst for the highly
selective hydrogenation of D-glucose to D-sorbitol. Green
Chem. 2021, 5, 2010-2016.
総説・解説(1) Wiesfeld, J.; Hensen, E. J. M.; Nakajima，K. Catalytic
Conversion of Lignocellulosic Biomass: Application of
Heterogeneous and Homogeneous Catalysts to Process
Biomass into Value-Added Compounds ， Advanced
Heterogeneous Catalysts Volume 1: Applications at the
Nano-Scale，Chapter 5, pp. 151-182, American Chemical
Society (2020).
招待/基調/依頼講演・国際会議
該当なし

年報2020・研究室編●

機能性合金触媒研究クラスター/ Research
Cluster for Functional Alloy Catalysts■2020年度の構成員〈リーダー/准教授〉古川森也・〈教授〉朝倉清髙/長谷川
淳也・〈助教〉三輪寛子・〈学外研究協力教員/東京工業大学〉小松隆之・〈学外研究協力教員/東北大学〉亀岡聡・〈学外研究協力教員/高知大学〉小河脩平・〈学外研究協力
教員/シンガポール国立大学〉Ning YANと，1 つの Pt 原子が複数の Ga 原子に囲まれ孤立した「Pt1サイト」，という 2 種類の触媒活性点が表面に存在するという特徴がある．我々は触媒表面を Pb で修飾することによりこの Pt3 のみを選択的に被覆し Pt サイトのみが機能するように調整した（Fig. 1）．その結果 PtGa–Pb/SiO2 触媒は従来最も高耐久，選択性的とされていた Pt3Sn 触媒よりも 600°C において圧倒的に高い耐久性を示し（Fig. 2），
その後も 96 h は活性低下が見られなかった．

■2020年度のうごき
2019年度に引き続き，上記8名が本クラスターに参画し
た．

■研究課題
合金の触媒材料としての有用性は幅広く認知されている一方，その触媒設計における方法論および理論体系については，リガンド効果やアンサンブル効果といった古典的な概念に未だ留まっているのが現状である．優れた合金触媒を開発するためには，柔軟かつ自由度の高い触媒設計を基に，従来の枠組みに当てはまらない新奇な反応場の構築を展開することが重要である．この様な指針の下，本研究クラスターでは，金属間化合物の表面修飾による新規反応場の創出，擬二元系合金構造に基づく新規触媒設計，および含窒素化合物合成のための高効率合金触媒の設計の3点に着目し，触媒科学，金属学，表面科学，計算科学の視点から，多角的に研究を行っている．
2020年度のトピック：（1） PtGa-Pbを用いた超高耐久プロパン脱水素触媒の開発《論文4》．
近年安価なシェールガス由来のエタンに由来するエチ
レンの製造が増大しており，相対的にプロピレンの生産が不足している．そのためプロパン脱水素によるプロピレンの製造が注目を増している．プロパン脱水素は吸熱反応であり，高転化率を得るには 600°C 以上の高い反応温度が必要であるため，副反応である炭素析出による触媒劣化が著しく，安定的なプロピレンの供給には定期的な触媒の再生処理が不可欠であった．本研究ではユニークな性質と構造を有する PtGa 金属間化合物に着目し，プロパン脱水素に高い耐久性を示す触媒の開発を目指した．PtGa は熱安定性が高く，高温でも構造が変化しないという利点を持つ．
またそれだけでなく，3 つの Pt 原子からなる「Pt3 サイト」

Fig. 2. 600°C でのプロパン脱水素における PtGa-Pb 触
媒および従来触媒（Pt3Sn）の長時間耐久性．
（2） シリカ修飾によるNi触媒の超高活性化《論文1》
水素化・脱水素は興行的に重要な反応である一方，触媒にはPtやPd等の貴金属が用いられることが多く，より安価で埋蔵量の豊富な卑金属への代替が望まれている．Niは安価で水素化脱水素に活性を示すことが知られているがその活性はPtやPdに比べると低く，Niの高活性化は触媒化学において重要な課題である．本研究ではNiナノ粒子をシリカで修飾することにより高活性なステップサイトを多く露出させることに成功し，それによりメチルシクロヘキサ
ン脱水素において最大で50倍の高活性化を達成した．
Ni/SiO2 をtetraethoxysilaneのエタノール溶液に含侵
し，500℃で焼成，還元することによりSi(x)-Ni/SiO2 触媒（x: Si/Ni原子比）を調製した．Fig. 3a-dにTEM像より得られたNi/SiO2およびSi(2)-Ni/SiO2のFFT像およびノイズ除去後の逆FFT像を示す．シリカ修飾により球状のNiナノ粒子が歪な形状に変形し，ステップサイトが表れている
ことが示された（Fig. 3e）．次に，一連のSi(x)-Ni/SiO2 触媒を用いて350℃でメチルシクロヘキサン(MCH)の脱水素を行った．

Fig. 1. PtGa 上の活性 Pt サイト(Pt1, Pt3)と Pb 修飾．

●年報2020・研究室編

73Fig. 3. (a, b) Ni/SiO2および(c, d) Si(2)-Ni/SiO2触媒のTEM像に観察されるNiナノ粒子の(a, c) FFTおよび(b,d)逆FFT像. (e) Ni/SiO2およびSi(2)-Ni/SiO2触媒におけるNiナノ粒子の構造. (f) 各種Ni/SiO2および Si-Ni/SiO2触媒を用いたMCH脱水素におけるMCH転化率およびTOFの変化.
その結果，Ni/SiO2は本条件下ではほとんど活性を示さなかったのに対し，Siの添加量が増加するにつれMCH転化
率およびTOFが向上し，Si/Ni比2のときに最も活性が高くなった．このときMCH転化率，TOFともにNi/SiO2のそれの50倍に達し，脱水素反応において劇的な高活性化を達成した．また本触媒は逆反応のトルエン水素化にも17倍の転化
率，TOFを示し，水素化・脱水素に有効であることが示された．DFT計算の結果，シリカ修飾によりNiのステップサ
イトが安定化され，歪なナノ粒子構造を取りやすくなること，さらにはステップサイトはテラスサイトに比べMCH脱水素活性が極めて高いことが確認された．

■2020年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Ham, H.; Simanullang, W. F.; Kanda, Y.; Wen, Y.;
Hashimoto, A.; Abe, H.; Shimizu, K.; Furukawa, S.
Silica-Decoration Boosts Ni Catalysis for (De)hydrogenation:
Step-Abundant Nanostructures Stabilized by Silica.
Chemcatchem 2021, 5, 1306-1310.
(2) Jing, Y. X.; Wang, Y. Q.; Furukawa, S. Y.; Xia, J.; Sun, C.
Y.; Hulsey, M. J.; Wang, H. F.; Guo, Y.; Liu, X. H.; Yan, N.
Towards the Circular Economy: Converting Aromatic Plastic
Waste Back to Arenes over a Ru/Nb2O5 Catalyst. Angew.
Chem., Int. Ed. 2021, 10, 5527-5535.

74(3) Jeon, J.; Ham, H.; Xing, F. L.; Nakaya, Y.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. PdIn-Based Pseudo-Binary Alloy as a Catalyst
for NOx Removal under Lean Conditions. ACS Catal. 2020,
19, 11380-11384.
(4) Nakaya, Y.; Hirayama, J.; Yamazoe, S.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Single-atom Pt in intermetallics as anultrastable and selective catalyst for propane dehydrogenation.
Nature Commun. 2020, 1, 2838.
(5) Takayama, T.; Kariya, R.; Nakaya, Y.; Furukawa S.;
Yamazoe, S.; Komatsu, T. Hydrosilylation of carbonyls overelectron-enriched Ni sites of intermetallic compound Ni3Ga
heterogeneous catalys. Chem. Commun. 2021,57, 4239-4242.
(6) Miyazaki, M.; Furukawa, S.; Komatsu, T. Correlation
Between Activation Energy and the Electronic State of
Pd-based Bimetallic Catalysts for H2–D2 Equilibration
Obtained by XPS and DFT Calculations. Bull. Chem. Soc.
Japan 2020, 8, 1020-1025
総説/解説/報告(1) Catalyst design concept based on a variety of alloymaterials: a personal account and relevant studies Shinya
Furukawa, Takayuki Komatsu, and Ken-ichi Shimizu Journalof Materials Chemistry A, 2020, 8, 15620-15645.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1)古川森也：「多元素合金を駆使した 高効率脱水触媒シ
ステムの開発」，水素エネルギー協会
第 163 回定例研究会 (2020/10/30). [招待講演](2)古川森也：「合金材料を用いた 触媒科学の研究」，石油学会第 20 回北海道支部講演会 (2020/12/4). [招待講演](3)古川森也，中谷勇希，清水研一：「多元素合金を駆使した反応場の設計と高効率脱水素触媒システムの開発」，
MRM フォーラム 2020 (2020/12/8). [招待講演](4)Furukawa, S: "Highly efficient catalysis based on
multimetallic
alloys"The
21st
RIES-HOKUDAIInternational Symposium 間 [MA], Hokkaido University,
Japan (2020/12/10). [Invited Lecture](5)古川森也，「合金材料を駆使した 革新的反応場の創製」，
令和 2 年度日本表面真空学会 東北・北海道支部講演会(2021/3/5). [招待講演]

年報2020・研究室編●

遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラス
ター/ Research Cluster of Transitionmetals-induced Synthesis andTransformation of Polymer■2020年度の構成員〈リーダー/准教授〉宋志毅・〈学外研究協力教員/神奈川大学〉横澤勉・〈学外研究協力教員/徳島大学〉小笠原正道・〈学外研究協力教員/Renmin Univ. of China（中国）〉Zhiping LI

等に調製されるのに対し，本クラスターでは，ナノカーボ
ン物質の新規な調製法として，制御構造を有する高分子を前駆体として利用する有機化学的な新手法を開発する．本
年度は，前駆体高分子の候補としてポリ(ナフタレン-1,4ジイル)を1,4-ジブロモナフタレンをKumadaカップリング
重合により合成し，溶液中および薄膜状態での酸化によるグラフェン化について検討した．薄膜状態においては酸化反応により生じるグラフェン成分と前駆体ポリマーの相溶性が低く不均一化することが判明し，この点の改善を試みている．加えて，前駆体高分子の立体構造と酸化効率の関係について調べるために前駆体高分子の光学活性体を合成した．

■2020年度のうごき
構成員の異動無し．

■研究課題
本クラスターは主鎖共役型高分子の合成研究を基軸として，グラフェンナノリボン材料を含む新規機能性ナノカーボン物質の開発を行う．
グラフェン，フラーレン，カーボンナノチューブ等の精密制御構造を有するナノカーボンは多岐に渡る産業分野に革新的な影響を与え得る物質である．これらの多くがCCVD●年報2020・研究室編■2020年度の研究業績
原著論文（*：審査つき）(1) Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang, Y.; Pietropaolo, A.;
Song, Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano, T., Optically
Active Polymers with Cationic Units Connected throughNeutral Spacers: Helical Conformation and Chirality Transfer
to External Molecules. Macromolecules 2020, 53 (22),9916-9928. *75

ナノ界面反応場研究クラスター/ Research
Cluster for Nano-Interface Reaction Field■2020年度の構成員〈リーダー/准教授〉飯田健二・〈准教授〉古川森也・〈学外研究協力教員/筑波大学〉矢花一浩・〈学外研究協力教員/京都大学〉寺西利治・〈学外研究協力教員/東京理科大学〉根岸雄一・〈学外研究協力教員/豊橋技術科学大学〉
八井崇・〈学外研究協力教員/ University of Alberta（カナダ）〉Andriy KOVALENKO■2020年度のうごき
昨年度に引き続き上記7名が本クラスターに参画して，共同研究を精力的に推進した．

■研究課題
原子間結合から界面までの様々なサイズスケールの幾何的特性を包括的に捉えて，触媒能を制御するための指針を構築する．そして，ナノ粒子/担体や固体/液体といった界面によって反応性が支配される光触媒や電極触媒を開発する．そのために，固液界面や担持ナノ粒子の外場応答を扱うための理論計算手法を構築し，その手法を用いて触媒反応のメカニズムを明らかにする．計算から得られた知見に基づき，実験グループとの共同研究を通して触媒の設計を進める．
1．担持した金属錯体やナノ粒子を用いた触媒の開発
ReやRuを用いた金属錯体によるCO2光還元の研究が盛んに行われている．しかし，紫外光よりも低エネルギーの光では活性が低くなるために，太陽光の利用は進んでこな
かった．我々は，不均一な構造を有する物質と金属錯体の間の相互作用に着目し，可視や赤外の光に対して高い活性を有する触媒を開発するべく研究を行っている．
これまでに，CO2光還元に用いられるRe(bpy-COOH)錯体
を凹凸がある表面に担持することで，可視光の吸収強度を上げることに成功している．そして，第一原理計算手法を用いてメカニズムの解析を行ってきた．
2020年度のトピック： 光励起電子ダイナミクスの計算か
ら，凹凸表面近傍に生じる光誘起電場とRe錯体の間の電子的な相互作用に起因して可視光の吸収強度が増大することが見いだされた．凹凸のある表面を作成する方法として
は，担体の表面を荒くする以外にも，平滑な担体表面にナノ粒子を担持するという方法が挙げられる．後者の方法であれば，表面特有の複雑な電子物性の寄与を取り除き，凹凸ある構造の寄与のみを評価することが可能であると考えられる．そこで，金ナノクラスターのサイズを制御して

1 nm程度としたものとRe錯体の両者をAl2O3表面に担持した複合系を触媒としてCO2光還元の研究を行った．その結果，CO2の光還元の活性が金クラスターの担持量を増やす
とともに増大するということが明らかになった．《論文1》2．プラズモニック合金ナノ粒子を用いた触媒の開発
局在表面プラズモン共鳴(LSPR)吸収を示す金属ナノ粒子の研究が盛んに行われており，光触媒への応用が試みられている．しかし，比較的低エネルギーの赤外～可視の光
でLSPRが発現する材料となると，周期表11族の単金属（Cu，Ag，Au）のみが使われてきた．そうしたなかで，京都大学の寺西研究室によって，B2（塩化セシウム）型合金ナノ粒
子が可視域にLSPR吸収を示すことが明らかになりつつある．このナノ材料はPdとInを1:1の組成比で有しており，組成比や原子種を改変することでLSPR吸収波長を制御できると期待される．そこで我々は，合金ナノ粒子のLSPR特性を制御して光触媒へと応用することを目指して，第一原理計算研究を進めている．

Fig. 2. B2 crystal structure of PdIn alloy.

2020年度のトピック： 本研究では，数nmのナノ粒子の光電子物性を原子・電子のレベルで明らかにすることが求められる．そのために，高い並列化効率を有する第一原理計
算プログラムSALMONを用いた大規模計算によって，光励起
電子ダイナミクスのシミュレーションを行った．対象としたのは，直径約3 nmのB2型のPd329In312ナノ粒子である．比較のために，同程度の大きさのAu561についても計算を行った．
光吸収スペクトルを計算したところ，Au561では可視光領
域 に LSPR に 由 来 す る ピ ー ク が 見 い だ さ れ た ． 更 に ，Pd329In312 でもAu561 と同程度の強い吸収ピークが可視光領域に存在していた．そこでPd329In312について，可視光である2.4 eVの光で誘起される電子ダイナミクスを解析した．
その結果，電子の集団振動が励起されることが見いだされた．これによって，Au561 と同じくPd329In312 でも可視光によってLSPRが励起されることが明らかになった．
PdやInの単一金属では，可視光領域でLSPRは生じない．
そこで，合金化によりLSPRが発現するメカニズムを解析した．その結果，PdとInの間の結合によってPd由来のdバン
ドのエネルギーが下がり，Auに類似の電子構造を取るということが明らかになった．この成果を現在論文にまとめている．
3．電圧の印加による電子物性変化
電極表面の幾何的構造や化学組成を精密に設計できるようになりつつあり，微視的理解の深化が求められている．そのなかでも，グラフェンを電極とするとバルクの電極とは異なる電圧依存性が発現することが報告されており注目を集めている．そうしたなかで我々は，電圧の印加にともなう電子物性の変化を計算するための独自の理論的手法を開発するとともに，その手法を用いて電圧依存性を明らかにしてきた．

Fig. 1. Mechanism of photoinduced electronic interactions
betweeen the Re-complex and a nanoparticle.

76

年報2020・研究室編●

2020年度のトピック： グラフェンと様々な有機分子からなる系について，グラフェン電極の機能を制御するという観点から研究が行われている．しかし，有機分子をグラ
フェンに積層することで電圧依存性がどのように変化す
るのか，メカニズムの詳細は明らかになっていなかった．
そこで我々は，pドーピングに広く使われている有機分子(F4TCNQ)がグラフェンに吸着した系を対象として，電子物
性の電圧依存性の解析を行った．その結果，電圧を印加することで，グラフェンのバンドのエネルギーがシフトする
ことが見いだされた．これは，グラフェンの状態密度が非常に小さいことに由来する．さらに電圧の印加による電子密度変化を解析したところ，電場の有無によってF4TCNQとグラフェンの帯電量が大きく異なることが分かった．これから，F4TCNQ/グラフェン界面の電荷分布が電極電場によって決定づけられているということが明らかになった．
《論文2》

Partial DOS (1/eV)

0.5
F4TCNQ (0 V)
F4TCNQ (60 V)
Graphene (0 V)
Graphene (60 V)
Graphene Shift(60 V)

0.4
0.3

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

Energy (eV)Fig. 3. Local density of state of Graphene/F4TCNQ with andwithout bias voltage of 60 V.

■学内外の研究者との共同研究（2020年度）
北海道大学触媒科学研究所古川森也准教授「微小電流を利用する触媒反応の機構」/筑波大学計算科学研究セン
ター矢花一浩教授「ナノ構造体の光励起電子ダイナミク●年報2020・研究室編

原著論文（全て審査つき）(1) Yatsui, T.; Nakamura, Y.; Suzuki, Y.; Morimoto, T.; Kato,Y.; Yamamoto, M.; Yoshida, T.; Kurashige, W.; Shimizu, N.;
Negishi, Y.; Iida, K.; Nobusada, K. Increase in CO2 reduction
rate via optical near-field effect. J. Nanophotonics, 2020, 14,046011.
(2) Iida, K. Electric Field Effect on Graphene/Organic
Interface under Bias Voltage. Chem. Lett., 2020, 49,
1117-1120.
総説・解説
理論研究, Mol. Sci., 2020, 14, A0110.

0.1

-2.0

■2020年度の研究業績(1)飯田健二, ナノ界面系の光や電圧に対する応答の

0.2

0.0
-2.5

ス」/京都大学化学研究所寺西利治教授・佐藤良太助教「プラズモニック合金ナノ粒子の創成」/豊橋技術科学大学八井崇教授・東京理科大学根岸雄一教授「担持した金属錯体
や金属ナノ粒子を用いた触媒の設計」/アルバータ大学
Andriy KOVALENKO教授「電極触媒反応の理論計算手法の開発」

招待/基調/依頼講演・国際会議(1)飯田健二：「ナノ物質系の界面の光や電圧に対する応答の理論計算研究」，京都大学福井謙一記念研究センター
オンラインシンポジウム,オンライン開催(2021/01/25)．
[依頼講演](1)Iida, K.: "Photoexcited Electron Dynamics in
Nanostructures" CCS International Symposium 2020,
Tsukuba, Japan (Online Conference) (2020/10/06). [Oral]
受賞(1) 飯田健二：「プラズモニックエネルギー変換の原子レベルの制御に向けた第一原理計算研究」，2020 年度プラズモニック化学研究会「次世代プラズモニック化学への挑戦」(2021/03/05)《最優秀講演賞》

77

報告・附属触媒連携研究センター
report: Catalysis Collaborative Research Center
光触媒知的財産活用ユニット/ Unit for
Exploitation of Intellectual Properties
Relating to Photocatalysis■2020年度の構成員〈ユニット長/客員教授/昭和電工〉黒田靖・〈教授〉大谷文章・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈助教〉高島舞■来年度活動計画(1) 2021年度に延期となった北大―理研―産総研－NIMSの連携での第5回キャタリストインフォマティクスシンポ
ジウムに関して，今年は北大が主催担当なのでWPI及びJSTも巻き込んでweb開催を予定している．
(2) 客員教授の畑中雅隆氏，隅田敏雄氏にファカルティ―
ディベロップメントでのオンライン講演を依頼する．

■2020年度の活動内容・研究成果
本ユニットにかかわる特許（特許出願）として登録されている「光音響分光方法および光音響分光装置」（特許6264183）および「金属酸化物の同定方法」（特許6541288）
について，ユニットで技術移転活動を行った結果，国内分析機器メーカにライセンス供与を前提とした装置開発の共同研究を，受入先を電子トラップ研究コンソーシアムとして，昨年度からひきつづいておこない，問題点などを洗い出した．

フリッツ・ハーバー研究所ユニット/ Unit ofFritz-Haber-Institute■2020年度の構成員〈ユニット長/教授〉長谷川淳也・〈客員教授/Fritz Haber
Institute of the Max Planck Society 〉 Hans-Joachim
FREUND/Matthias SCHEFFLER/熊谷崇・〈教授〉朝倉清髙・〈助教〉三輪寛子■来年度活動計画
このユニットも次期に継続する予定で，ひきつづき（2）について，「電子トラップ研究コンソーシアム」と連携して電子トラップ密度のエネルギー分布測定の普及をはかるとともに，逆二重励起光音響分光法測定装置の実用化（製品化）のためのライセンス供与の広報活動を行う．

産 学 官 連 携 触 媒 研 究 ユ ニ ッ ト / Unit for
Industry-Government-Academia
Collaborative Research on Catalysis■2020年度の構成員〈ユニット長/教授〉西田まゆみ・〈教授〉福岡淳/清水研一・〈学外研究協力教員/准教授〉瀧川一学/高橋啓介〈客員教授/産業技術総合研究所〉佐藤一彦/富永健一/浅川真澄/
吉田勝・〈客員教授/株式会社ウェストコーナー〉隅田敏
雄・〈客員教授/産業技術総合研究所〉畑中雅隆・〈客員教
授/物質・材料研究機構〉田中譲■2020年度の活動内容・研究成果(1)客員教授の畑中雅隆氏，隅田敏雄氏にファカルティ―
ディベロップメントでの講演を依頼したが，コロナの影響で断念した．
(2)Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)のDr. Marco HaumannからCONCERTの共同研究者を探していると相談を受けたのでユニットメンバーの中から産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター 研究チーム長の富永健一氏を紹介し, メンバーに加わって頂いた．
(3)2020年度開催予定だった，北大―理研―産総研－NIMSの連携での第5回キャタリストインフォマティクスシンポ
ジウムも2021年度に延期となった．

78■2020年度の活動内容・研究成果
本ユニットは，部局間学術交流協定を締結しているフ
リッツ・ハーバー研究所（以下，FHI）と学術交流を維持・発展させ，研究と教育に関する連携を強化することを目的として，平成28年4月1日に設置した．FHIよりHans-Joachim
FREUND博士と同じくMatthias SCHEFFLER博士(Theory
Department)を客員教授として，熊谷崇グループリーダー(Physical Chemistry Department)を客員准教授として招き，所内からは朝倉清髙教授，三輪寛子助教，長谷川淳也教授が参画している．
情報発信型シンポジウムを11月にベルリンにて開催する計画を進めていたが，COVID-19の感染拡大により開催困難と判断されたため中止とした．その代わりとして，情報発信型シンポジウムにおける新シリーズとしてオンライ
ン型のIngernational Joint Symposium On-Lineを開催することで熊谷崇グループリーダーと合意して計画を進め， 11
月5日に表面科学をテーマとした第１回目を，1月26日に光触媒をテーマとした第2回目を，3月5日に固体触媒をテーマとした第3回目シンポジウムを開催することができた．
本研究所触媒理論研究部門で学位を取得した宮崎玲博
士がScheffler博士の下で博士研究員として共同研究することになり，2021年3月より渡独した．これを機に，FHIとCardiff Catalysis Center（イギリス）が企画する共同研究
プロジェクトにも長谷川が参加することとなった．

■来年度活動計画
コロナ禍ではあるが引き続き共同研究を行っており，状況が改善すれば教員や学生の派遣を通して継続的に人材交流を行う予定である．また，同様に状況が改善すれば客員教員を招へいし大学院講義を開講したい．2021年度においても引き続き，情報発信型シンポジウム・オンラインを継続開催する予定である．

年報2020・研究室編●

統合物質創製化学研究推進ユニット/ Unit
on Integrated Research Consortium on
Chemical Sciences■2020年度の構成員〈ユニット長/教授〉中野環・〈教授〉朝倉清髙/長谷川淳也/福岡淳/清水研一/大谷文章/浦口大輔/西田まゆみ■2020年度の活動内容・研究成果
当研究所が参画する「統合物質創製化学推進機構」事業の一環として，国際的化学研究拠点と協同して異種学術領域を包含する新たな物質合成概念を創出することにより先導的研究を推進し，科学と科学技術の革新と新産業の創出を促す新学術基盤の構築および次世代中核研究者の育成を図ることを目的として，「新反応・新触媒研究」，「マテリアル研究」，「エネルギー・資源研究」，「ケムバイオ研究」および「融合研究」の5分野で活動を行っている．
本年度の研究活動を通じて，超高耐久性を示すプロパン
脱水素触媒の開発，ハイスループット実験と触媒インフォ
マティクスが実現するゼロからの触媒設計，窒素酸化物によるCHA型ゼオライト細孔内でのバルク状PdのPdカチオンへの変換等の成果を上げた．また，本年度は統合物質創製
化学推進機構第6回国内シンポジウム（名古屋大学），第4回国際シンポジウム（北海道大学）にて当研究所，名古屋
大学物質国際科学研究センター，京都大学化学研究所，九州大学先導物質化学研究所等の研究者が研究成果の口頭発表およびポスター発表を行った．

■来年度活動計画
令和3年度には，本年度に引き続き上記5分野での研究活動を行い，加えて，京都大学にて開催予定の国内シンポジ
ウム，名古屋大学にて開催予定の国際シンポジウムおよび九州大学が担当予定の若手研究会にて研究報告を行う．

電子トラップ研究コンソーシアム/
Consortium for Research on Electron Traps
in Materials■2020年度の構成員〈 ユ ニ ッ ト 長 / 教 授 〉 大 谷 文 章 ・〈 准 教 授 〉 Ewa
KOWALSKA・〈助教〉高島舞■2020年度の活動内容・研究成果
ユニット長らが開発した逆二重励起光音響分光法（RDB-PAS）による金属酸化物材料中の電子トラップ密度のエネルギー分布測定法の普及と取得データのオープン利用のためのプラットフォームとして本ユニットを設置
し，企業等の会員を募ってコンソーシアムとし，これを運用する．
（1）既存のRDB-PAS測定装置3台にくわえて，高エネル
ギー・短時間測定が可能な新規装置1台を製作し，ユニットの測定室（創成科学研究棟2階02-109号室）に設置して，同時に4台を利用できる体制とした．

●年報2020・研究室編（2）コンソーシアム会員企業等を募る広報活動を行って，
日立化成（昭和電工マテリアルズ），日揮触媒化成，日東
電工，キャノンおよびニッカトーの5社の企業会員を得た．
企業会員から納入された受託研究費，共同研究費あるいは奨学寄付金により技術補助員を雇用し，委託されたサンプ
ル測定を行った．また，無料のアカデミック会員として国内外の約20の大学・研究機関の研究者から試料の送付をうけ，測定をおこなった．
（3）RDB-PAS測定装置の製品化（市販化）のために国内の分析装置メーカと製品化のために共同研究を継続した．

■来年度活動計画
本コンソーシアム（ユニット）次期も継続予定である．
（1）急増する測定依頼に対応するため，既存装置の光源の高強度化をはかり，測定時間の短縮をはかる．
（2）2020年度にひきつづいてコンソーシアム会員企業等を募る広報活動を行う．企業会員から納入された受託研究費あるいは奨学寄付金により技術補助員を雇用し，委託されたサンプル測定を行う．
（3）RDB-PAS測定装置の製品化（市販化）のための共同研
究を行う．

北大触媒アライアンスユニット/ HUAlliance for Catalysis Research■2020年度の構成員〈ユニット長/教授〉長谷川淳也・〈学内研究協力教員/教授〉
森春英/武次徹也/幅崎浩樹/向井紳/柴山環樹/松永茂樹/
小西克明/神谷裕一■2020年度の活動内容・研究成果
本ユニットは，共同利用・共同研究拠点事業を通して北海道大学の機能強化に貢献すること，北海道大学の強みである層の厚い触媒関連研究者の協力を得て，共同利用・共同研究拠点を強化することを目的としている．拠点事業は学外の研究者との共同研究を支援する事業であるため，学内の触媒研究者におけるメリットが小さい欠点があった．
そこで，北大触媒アライアンスユニットを通して，学内の触媒研究者を共同研究受入研究者として拠点活動に参画していただき，学外との共同研究を資金的にサポートできるような体制を設けた．また，このユニットの設置をとおして拠点の受入研究者のスペクトルを拡大することができるので，学外の研究者コミュニティーの選択肢が拡大
し，拠点の強化につなげることが可能である．
今年度は，本ユニットを通して3件の共同研究を受入れた．精密有機合成化学分野と電気化学分野における共同研
究であり，いずれも触媒科学研究所がカバーできていない分野における共同研究であり，ユニットの設置がうまく機能したものと評価している．

■来年度活動計画
来年度も共同利用・共同研究拠点の一翼として，学外との共同研究を促進する．

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新放射光源触媒計測科学ユニット/ Unit of
Catalyst Characterization by the New
Synchrotron Radiation■2020年度の構成員〈ユニット長/教授〉朝倉清髙・〈客員教授/東北大学〉村松
淳司・〈教授〉清水研一/福岡淳・〈准教授〉髙草木達/中島
清 隆 / 古 川 森 也 ・〈 助 教 〉 鳥 屋 尾 隆 / 小 林 広 和 /Shrotri
ABHIJIT■2020年度の活動内容・研究成果
2021年2月19日の教授会で設置が承認された．本ユニッ
トでは，東北大学に2023年完成予定の次世代放射光源を中核的に支える東北大学国際放射光イノベーション・スマー
ト研究センター（SRIS）と協力し，触媒研究に必要な新技

80

術を創造・実現に向けて，全国の触媒研究者連携し，活動を進める．本研究ユニットの成果は，複雑系を扱う他分野へと波及させ，触媒科学研究所が目指す異分野融合にも資するとともに，共同利用，共同研究拠点として，全国の触媒関係者と共同研究を展開する．

■来年度活動計画
共同利用研究拠点申請を協働して行った．また，北海道大学がコーリッションの一員として次世代放射光建設に参加できるよう，北大執行部とSRISの会議を開催した．また，学内にコーリッションプログラムや次世代放射光利用に関する案内を行う為，3月31日にこの次世代放射光の学
内向け説明会を開催した．

年報2020・研究室編●

報告・研究支援技術部
report: 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．

■2020年度の構成員〈部長〉長谷川淳也・〈班長〉石川勝久
第一研究機器開発班 〈技術主任〉長谷川貴彦
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
研究機器管理班 〈技術主任〉山岸太平・〈技術職員〉下田周平・〈研究支援推進員〉中村守男※2019年度の技術部講習会写真■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2020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．2020年度の研究所内外の利用者は以下のとおり．

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(3台)
合計

研究所内
利用
66
122
72

研究所外
利用
5
17
38

78

42

78

26

3315
3731

1092
1220

■一般公開
年度
2020
※（

ガラス工作
金属工作
112(3)
51）は，研究所外利用で内数．

一般市民向けにガラス工作がどのように研究に役立っているかを毎年工作体験を通し，紹介している．2020年度
はコロナ禍のため中止．

■触媒科学研究所技術部講習会
触媒科学研究所技術部講習会は，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．2020年度はコロナ禍のため中止．
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．
※2019年度の一般公開写真●年報2020・研究室編

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■コロナ禍における技術部の取り組み
コロナ禍の中，機器管理を行っている共同利用設備：核磁気共鳴装置(NMR)についても，感染防止のために期間的な立ち入り禁止や同時利用人数規制など平常時とは違う対応の必要が生じた．そのため，より対面コンタクトが不要な測定依頼を検討し，学内外からのサンプル輸送を安全に行うため，NMRサンプルチューブ輸送用容器の開発を行った．

■掲載誌及び掲載論文(1) Pakkang, N.; Kumar, M.; Taira, S.; Koda, K.; Shigetomi,
K.; Uraki Y. Preparation of kraft lignin-based activatedcarbon fiber electrodes for electric double layer capacitors
using an ionic liquid electrolyte. Holzforschung 2020, 6,
577-588.
(2) Kato, M.; Nakahoshiba, R.; Ogura, K.; Tokuda, S.; Yasuda,S.; Higashi, K.; Uruga, T.; Uemura, Y.; Yagi, I. Electronic
Effects of Nitrogen Atoms of Supports on Pt–Ni Rhombic
Dodecahedral Nanoframes for Oxygen Reduction. ACS appl.
energy mater. 2020, 7, 6768-6774.

82(3) Wakisaka, Y.; Hu, B.; Kido, D.; Al Rashid, M. H.; Chen,
W. H.; Dong, K. Y.; Wada, T.; Bharate, B.; Yuan, Q. Y.;
Mukai, S.; Takeichi, Y.; Takakusagi, S.; Asakura, K. Bent
crystal Laue analyser combined with total reflection
fluorescence X-ray absorption fine structure (BCLA +TRF-XAFS) and its application to surface studies. J.
Synchrotron Rad. 2020, 6, 1618-1625.
(4) Kato, M.; Shichibu, Y.; Ogura, K.; Iwasaki, M.; Sugiuchi,
M.; Konishi, K.; Yagi. I.; Terahertz Raman Spectroscopy of
Ligand-Protected Au8 Clusters. J. Phys. Chem. Lett. 2020,11, 7996-8001.
(5) Sagawa, T.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A. Effect of Lewis
acid on catalytic dehydration of a chitin-derived sugar
alcohol. Molecular Catalysis. 2020, 498, 111282.
(6) Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Yuan, Q.; Kido, D.; Wada, T.;
Uo, M.; Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Kamei, Y.; Kuroda, S.;
Ohira, A.; Takakusagi S.; Asakura, K. Extracting the local
electronic states of Pt polycrystalline films surface underelectrochemical conditions using polarization-dependent totalreflection fluorescence x-ray absorption near edge structure
spectroscopy. Electron. Struct. 2020, 2, 2 044003.
(7) Nakada, A.; Kato, D.; Nelson, R.; Takahira, H.; Yabuuchi,
M.; Higashi, M.; Suzuki, H.; Kirsanova, M.; Kakudou, N.;
Tassel, C.; Yamamoto, T.; Brown, C. M.; Dronskowski, R.;
Saeki, A.; Abakumov, A.; Kageyama, H.; Abe, R. Conduction
Band Control of Oxyhalides with a Triple-Fluorite Layer for
Visible Light Photocatalysis. J. Am. Chem. Soc. 2021, 6,
2491-2499.
(8) Kato, M.; Fujibayashi, N.; Abe, D.; Matsubara, N.; Yasuda,
S.; Yagi, I. Impact of Heterometallic Cooperativity of Iron
and Copper Active Sites on Electrocatalytic Oxygen
Reduction Kinetics. ACS Catal. 2021, 11, 2356-2365.
(9) Kato, M.; Masuda, Y.; Yoshida, N.; Tosha, T.; Shiro, Y.;
Yagi, I. Impact of membrane protein-lipid interactions onformation of bilayer lipid membranes on SAM-modified gold
electrode. Electrochimica Acta 2021, 373, 137888

年報2020・研究室編●

その他の業績
activities of ICAT
■論文
退職された先生方等で本研究所所属として出版された論
文(1) Peng, Q. L.; Qiao, Y.; Kannari, K.; Ge, A. M.; Inoue, K. I.;
Ye, S. In Situ Spectroscopic Investigations ofElectrochemical Oxygen Reduction and Evolution Reactions
in Cyclic Carbonate Electrolyte Solutions. J. Phys. Chem. C
2020, 29, 15781-15792.
(2) Shimoda, K.; Ishikawa, S.; Tashiro, M.; Kumaki, M.;
Hiyoshi, N.; Ueda, W. Synthesis of High DimensionallyStructured Mo-Fe Mixed Metal Oxide and Its Catalytic
Activity for Selective Oxidation of Methanol. Inorg. Chem.
2020, 8, 5252-5255.

●年報2020・研究室編

83

個人データ
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/附属触媒連携研究センター：触媒表面研
究部門/触媒研究基盤開発クラスター・機能性合金触媒研
究クラスター/フリッツ・ハーバー研究所ユニット・統合
物質創製化学研究推進ユニット・新放射光源触媒計測科学ユニット
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：askr@cat.hokudai.ac.jp
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－典型元素化合
物表面の化学と物理（2000-）/顕微法による実空間実時間
表面観察（1999-）/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-）/XAFSデー
タベースの構築（2018-）/多元素共鳴ラマン(2018-)
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/MARX-RAMAN
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 ofMetal 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）/2014年4月触媒化学センター長/2015年10月-2018年3月触媒科学研究所長
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 Fellowshipof 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

84

personal data
/American Chemical Society/Royal Society of Chemistry（FELLOW） /International XAFS 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（2007-2011，2014-2016）/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（2013-2016）/日本表面科学学会東北・北海道支部 支 部 長 （ 2015-2016 ） / 日 本 表 面 科 学 学 会 副 会 長(2015-2016)/PF-UA戦略・将来計画担当幹事（2015-2018）/日本放射光学会評議員（2016-2017,2019）/Royal Chemical
Soceity PCCP 編集委員2016-）/FRSC（2018-）/International
XAFS Society vice president（2018-）/触媒学会北海道支部会長(2018-2020)/日本放射光学会会長（2019-）/ 触媒学会副会長(2020)/IVC2022 Vice Chair(2020-)
主要な研究業績：（1）Koide, A.; Uemura, Y.; Kido, D.;
Wakisaka, Y.; Takakusagi, S.; Ohtani, B.; Niwa, Y.; Nozawa, S.;
Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.; Adachi, S.-i.; Katayama, T.;
Togashi, T.; Owada, S.; Yabashi, M.; Yamamoto, Y.; Katayama,M.; Hatada, K.; Yokoyama, T.; Asakura, K. Photoinduced
Anisotropic Distortion as the Electron Trapping Site ofTungsten Trioxide by Ultrafast W L1-edge X-ray Absorption
Spectroscopy with Full Potential Multiple Scattering
Calculations. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 20, 2615-2621.
（2）Kido, D.; Uemura, Y.; Wakisaka, Y.; Ariga-Miwa, H.;
Takakuasgi, S.; Asakura, K. Thorough Search Analysis ofExtended X-ray Absorption Fine Structure Data for Complex
Molecules and Nanomaterials Applications. e-J. Surf. Sci.
Nanotech. 2020, 18, 249-261. （3） Feiten, F. E.; Takahashi, S.;
Sekizawa, O.; Wakisaka, Y.; Sakata, T.; Todoroki, N.; Uruga,
T.; Wadayama, T.; Iwasawa, Y.; Asakura, K. Model building
analysis – a novel method for statistical evaluation of Pt
L3-edge EXAFS data to unravel the structure of Pt-alloy
nanoparticles for the oxygen reduction reaction on highlyoriented pyrolytic graphite. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22,
18815-18823.（4） Wakisaka, Y.; Hu, B.; Kido, D.; Al Rashid,
M. H.; Chen, W.; Dong, K.; Wada, T.; Bharate, B.; Yuan, Q.;
Mukai, S.; Takeichi, Y.; Takakusagi, S.; Asakura, K. Bent
crystal Laue analyser combined with total reflection
fluorescence X-ray absorption fine structure (BCLA +TRF-XAFS) and its application to surface studies. J. Synchro.

年報2020・個人編●

Rad. 2020, 27, 1618-1625. (5) Kido, D.; Asakura, K. Problems
in EXAFS analysis and its future prospects. Acc. Mater. Surf.
Res. 2020, 5, 148-170.
学術関係の受賞：触媒学会奨励賞「in-situ EXAFS法による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 andSpectroscopy」(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)・令和2年度 日本化学会
学術賞「in situ XAFS による動的触媒表面解析の確立」(2021/03)

飯田健二
いいだけんじKenji IIDA
職名：准教授着任：2020年1月1日
部門/クラスター：触媒理論研究部門/ナノ界面反応場研究
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：iida@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：http://theory.cat.hokudai.ac.jp/
研究分野：理論計算化学/量子化学/触媒化学/溶液化学
研究課題：不均一な固液界面を記述するための理論計算手法の開発・光や電圧を利用した触媒反応の理論解析研究キーワード：触媒理論/超並列第一原理計算/液体統計力学/光励起電子ダイナミクス/電圧印可
学歴：2007年京都大学工学部工業化学科卒業, 2009年京都大学大学院工学研究科分子工学専攻修士課程修了, 2012年京都大学大学院工学研究科分子工学専攻博士後期課程修了
学位：2009年3月修士(工学, 京都大学）, 2012年3月博士(工学, 京都大学）
職歴：2009年日本学術振興会特別研究員（DC1）/2012年分
子科学研究所理論・計算分子科学研究領域博士研究員（IMS
フェロー）/2013年日本学術振興会特別研究員（PD）/同年
分子科学研究所理論・計算分子科学研究領域助教/2020年
北海道大学触媒科学研究所准教授（触媒理論研究部門）
所属学会：理論化学会/触媒学会/分子科学会/日本化学会
学会活動：分子研研究会「光とナノ物質の相互作用：分子科学の未来にむけて」世話人(2018)・第21回理論化学討論会実行委員(2018)
主要な研究業績：（1）Iida, K.; Noda, M. Electron Transfer
Governed by Light–Matter Interaction at Metal–Semiconductor
Interface. npj Comput. Mater. 2020, 6, 5-1-5-8.（2）Iida, K.;
Noda, M. Nobusada, K. Development of Theoretical Approachfor Describing Electronic Properties of Hetero-Interface●年報 2020・個人編

Systems under Applied Bias Voltage. J. Chem. Phys. 2017, 146,
084706-1–084706-10.（3）Iida, K.; Noda, M.; Nobusada, K.
Interface Electronic Properties Between a Gold Core andThiolate Ligands: Effects on an Optical Absorption Spectrum in
Au133(SPh-tBu)52. J. Phys. Chem. C, 2016, 120, 2753-2759.（4）Iida, K.; Noda, M.; Ishimura, K.; Nobusada, K. First-Principles
Computational Visualization of Localized Surface Plasmon
Resonance in Gold Nanoclusters. J. Phys. Chem. A 2014, 118,
11317-11322. （ 5 ） Iida, K.; Sato, H. A Theory for
Time-Dependent Solvation Structure Near Solid-LiquidInterface. J. Chem. Phys. 2012, 136, 244502-1-244502-6.
学術関係の受賞：2019年度分子科学会奨励賞・「ナノ界面系の光や電圧に対する応答機構の解明」.

浦口大輔
うらぐちだいすけ
Daisuke URAGUCHI
職名：教授
着任：2020年11月1日
部門/クラスター/附属触媒連携研究センター：分子触媒研
究部門/触媒研究基盤開発クラスター
担当大学院（学部）：生命科学院（薬学部）
研究室：創成科学研究棟05 311
電 話 ： 011-706-9149 ・ 電 子 メ ー ル ：uraguchi@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：有機化学/合成化学/有機分子触媒/光触媒/選択的分子変換
研究課題：有機分子触媒(2020-)/光触媒(2020-)/
研究キーワード：有機化学/触媒化学/イオン対/不斉合成/
光化学/
学歴：1997年3月北海道大学理学部化学科卒業/1999年3月
北海道大学大学院理学研究科化学専攻博士前期課程修了/2002年3月北海道大学大学院理学研究科化学専攻博士後期課程修了
学位：1999年3月修士（理学）（北海道大学）/2002年3月博士（理学）（北海道大学）「キレート型高配位アルミニウム，
ホウ素の化学：選択的有機合成への活用」
職歴：2002年4月日本学術振興会特別研究員PD（京都大学・
米インディアナ大学・東北大学）/2004年10月相模中央化学研究所/2006年5月名古屋大学助手（大学院工学研究科化学生物工学専攻）/2007年4月名古屋大学助教（大学院工学研究科化学生物工学専攻）/2008年1月名古屋大学講師（大学院工学研究科化学生物工学専攻）/2011年10月名古屋大学准教授（大学院工学研究科化学生物工学専攻）/2017年4月名古屋大学准教授（大学院工学研究科有機高分子化学専攻）/2020年11月北海道大学教授（触媒科学研究所）
在外研究歴：2000年7月-2000年9月米国MITに短期留学/2002年5月-2003年4月米国Indiana大（日本学術振興会特別研究員）
所 属 学 会 ： 日 本 化 学 会 / 有 機 合 成 化 学 協 会 /American
Chemical Society
主要な研究業績：（1） Uraguchi, D.; Kimura, Y.; Ueoka, F.;
Ooi, T. Urea as a Redox-active Directing Group underAsymmetric Photocatalysis of Iridium-Chiral Borate Ion Pairs.
J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 19462-19467. （2）Uraguchi, D.;
Ueoka, F.; Tanaka, N.; Kizu, T.; Takahashi, W.; Ooi, T. A
Structurally Robust Chiral Borate Ion: Molecular Design,

85

Synthesis, and Asymmetric Catalysis. Angew. Chem. Int. Ed.
2020, 59, 11456-11461. （3）Uraguchi, D.; Yamada, K.; Sato,M.; Ooi, T. Catalyst-Directed Guidance of Sulfur-Substituted
Enediolates to Stereoselective Carbon-Carbon Bond Formation
with Aldehydes. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5110-5117. （4）D. Uraguchi, R. Shibazaki, N. Tanaka, K. Yamada, K.
Yoshioka,T.
Ooi,
Catalyst-EnabledSite-divergent
Stereoselective Michael Reactions: Overriding Intrinsic
Reactivity of Enynyl Carbonyl Acceptors, Angew. Chem. Int.
Ed. 2018, 57, 4732-4736. （5） Uraguchi, D.; Sasaki, H.;
Kimura, Y.; Ito, T.; Ooi, T. Molecular Design, Synthesis, andAsymmetric Catalysis of a Hexacoordinated Chiral Phosphate
Ion, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2765-2768.
学術関係の受賞：有機合成化学協会研究企画賞（武田薬品
工業）「光学活性アンモニウムベタインの化学：触媒的分子内アシル転位を利用する四級不斉炭素構築」（2008/12）
・日本化学会第60回進歩賞「アニオン認識型キラルオニウム塩の創製と触媒的不斉合成への応用」（2011/03）
・科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞「分子認識型キラル有機イオン対触媒の創製と応用の研究」（2011/04）
・Banyu Chemist Award (BCA 2012)「反応性
イオン種の制御を志向したキラル有機イオン対触媒の創製 と 応 用 」 (2012/10) ・ Lectureship Award MBLA
(MBLA2013)「反応性イオン種の制御を志向したキラル有機 イ オ ン 対 触 媒 の 創 製 と 応 用 」 (2014/02) ・ Thieme
Chemistry Journal Award 2014(2014/01)

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/附属触媒連携研究センター：光触媒科学
研究部門/触媒研究基盤開発クラスター/光触媒知的財産
活用ユニット・ポーランド連携研究ユニット・統合物質創製化学研究推進ユニット・電子トラップ研究コンソーシア
ム
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：ohtani@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/pcat
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：逆二重励起光音響分光法による電子トラップ密度のエネルギー分布解析・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：電子トラップ/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

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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」
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 / 粉 体 工 学 会 / ナ ノ 学 会 /International
SocietyofElectrochemistry/
AmericanChemicalSociety/Royal Society of Chemistry/Electrochemical 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（2012-2013/2016-2020）
主要な研究業績：(1) Ohtani, B. Physicochemical Mechanistic
Studies on Photocatalysis-Extension of Semiconductor
Photoelectrochemistry
ConceptbeyondIts
Limitation. Electrochemistry 2018, 86, 273-280. (2) Ohtani, B.
Hidden but Possibly Fatal Misconceptions in Photocatalysis
Studies: A Short Critical Review. Catalysts 2016, 6, 192-197.
(3) 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.
(4) 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. (5) Ohtani, B. Preparing Articles on
Photocatalysis ― Beyond the Illusions, Misconceptions andSpeculation. Chem. Lett. 2008, 37, 217-229.
学術関係の受賞：(1) 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）
・(2) 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）
・(3) 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）
・(4) 光化学協会特別講演賞2017「Revisiting
heterogeneous photocatalysis from the standpoint ofphotochemistry」（2017/09/05）・(5) 平成29年度電気化学会学会賞・武井賞「光触媒反応の物理化学的解析による機構解明と応用―半導体電気化学概念の限界解明とその拡張」（2018/03/09）
・(6) 令和元年度北海道大学教育研究総長表彰（2020/02/17）

年報2020・個人編●

高敏

小林広和

がおみん
Min GAO

こばやしひろかず
Hirokazu KOBAYASHI

職名：助教
着任：2018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：gaomin@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：http://theory.cat.hokudai.ac.jp/

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：kobayashi.hi@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：http://www.cat.hokudai.ac.jp/fukuoka/

研究分野：理論化学/計算化学/触媒化学
研究課題：触媒系の反応メカニズムに関する理論解析
研究キーワード：触媒理論/触媒反応解析
学歴：2009年6月天津大学有機化学専攻修士課程修了/2012
年9月北海道大学理学博士課程修了
学位：2009年6月修士（理学，天津大学,中国）/2012年9月博士（理学，北海道大学）
職歴：2012年10月北海道大学理学研究院化学部門博士研究員/2016年1月北海道大学理学研究院化学部門助教/2018年
7月北海道大学触媒科学研究所助教
所属学会：理論化学研究会/触媒学会/分子科学会
学会活動：触媒学会北海道支部HP委員（2019-）
・触媒学会
広報委員（2019-）北海道大学情報基盤センター共同利用・共同研究委員会 システム技術専門委員会委員 (2020-)
主要な 研究 業 績：（ 1 ） Gao, M.; Lyalin, A.; Maeda, S.;
Taketsugu, T. Application of automated reaction path searchmethods to a systematic search of single-bond activation
pathways catalyzed by small metal clusters: A case study on
H-H activation by gold. J. Chem. Theo. Comput. 2014, 10,1623-1630.（2）Gao, M.; Lyalin, A.; Taketsugu, T. Long Range
Functionalization of h-BN Monolayer by Carbon Doping. J.
Phys. Chem. C 2016, 120, 15993-16001.（3）Gao, M.; Horita,
D.; Ono, Y.; Lyalin, A.; Maeda, S.; Taketsugu T. Isomerizationin Gold Clusters upon O2 Adsorption. J. Phys. Chem. C . 2017,
121, 2661-2668.（4）Ding S.; Guo Y.; Hulsey M-J.; Zhang B.;
Asakura H.; Liu L.; Han Y.; Gao M.; Hasegawa J.; Qiao B.;
Zhang T.; Yan, N.; Electrostatic Stabilization of Single-AtomCatalysts Using Ionic Liquids. Chem. 2019, 5, 3207-3219.

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・アルカン変換
研究キーワード：固体触媒/バイオマス/セルロース/キチン/メタン
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）
・同会誌編集委員会委員（2015-2016）
・同広報委員（2015-2017）
・同会誌編集委員会幹事（2016-2018）
・
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（2015-2016）
・第21回XAFS討論会実行委員（2018）・
日本化学会北海道支部会計幹事（2019）
主要な研究業績：（1）Li, L.; Dostagir, N. H. MD.; Shrotri, A.:
Fukuoka, A.; Kobayashi, H. Partial Oxidation of Methane to
Syngas via Formate Intermediate Found for a Ruthenium–
Rhenium Bimetallic Catalyst. ACS Catal. 2021, 11, 3782–3789.
（2）Sagawa, T.; Kobayashi, H.; Murata, C.; Shichibu, Y.;
Konishi, K.; Fukuoka, A. Catalytic Conversion of a
Chitin-Derived Sugar Alcohol to an Amide-Containing
Isosorbide Analog. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7,14883–14888. （ 3 ） Hou, Y.; Nagamatsu, S.; Asakura, K.;
Fukuoka, A.; Kobayashi, H. Trace Mono-Atomically Dispersed
Rhodium on Zeolite-Supported Cobalt Catalyst for the Efficient
Methane Oxidation. Commun. Chem. 2018, 1, 41. （ 4 ）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. （ 5 ） 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.

●年報 2020・個人編

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学術関係の受賞：触媒学会奨励賞（2020/3/26）
・日本化学会進歩賞（2017/3/17）・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 oversulfated 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）

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/附属触媒連携研究センター：光触媒科学
研究部門/プラズモン光触媒反応研究クラスター/光触媒
知的財産活用ユニット・ポーランド連携研究ユニット・電子トラップ研究コンソーシアム
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：kowalska@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：環境関連化学/機能物質化学/光化学/無機化学/
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（光触媒科学研究部門）
所属学会：触媒学会/光化学協会/ナノ学会
主要な研究業績：（1）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.（2）Wei, Z.; Rosa, L.; Wang, K.;
Endo, M.; Juodkazis, S.; Ohtani, B.; Kowalska, E.;
Size-controlled gold nanoparticles on octahedral anataseparticles as efficient plasmonic photocatalysts. Appl. Catal.
B-Environ. 2017, 206, 393-405.（3）Wei, Z.; Endo, M.; Wang,
K.; Charbit, E.; Markowska-Szczupak, A.; Ohtani, B.;

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Kowalska, E. Noble metal-modified octahedral anatase titania
particles with enhanced activity for decomposition of chemical
and microbiological pollutants. Chem. Eng. J., 2017, 318,
121-134 (journal cover).（4）Wei, Z.; Janczarek, M.; Endo, M.;
Balčytis, A.; Nitta, A.; Mendez Medrano, M.G.;
Colbeau-Justin, C.; Juodkazis, S.; Ohtani, B.; Kowalska, E.
Noble metal-modified facetted anatase titania photocatalysts:
Octahedron versus Decahedron. Appl. Catal. B-Environ. 2018,
237, 574-587.（5）Wang, K.; Bielan, Z.; Endo-Kimura, M.;
Janczarek, M.; Zhang, D.; Kowalski, D.; Zielinska-Jurek, A.;
Markowska-Szczupak, A.; Ohtani, B.; Kowalska, E. On themechanism of photocatalytic reactions on CuxO@TiO2
core-shell photocatalyst. J. Mat. Chem. A 2021, 9, 10135-10145(back cover).
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 andmultifunctional materials under the European Commission
Sixth Framework Programme (2005). (5) Poster award at the59th Divisional Meeting on Colloid and Interface Chemistry,
the Chemical Society of Japan, Sapporo, Japan (2006). (6)Poster award at the 18th International Conference on
Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy(IPS-18), Seoul, Korea (2010). (7) Brigitte Schlieben-LangeProgramme stipend from Ministry of Science, Research and theArts of Baden-Württemberg (2012). (8) Global Networking
Award (WinGS Project), Hokkaido University (2014). (9)北海道大学教育研究総長表彰（2019年2月22日）

エスエムエーハキム
シディキ
しでぃきえすえむえーはきむ
S.M.A.Hakim SIDDIKI
職名：特任助教
着任：2016年4月1日
離任：2021年3月31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：hakim@cat.hokudai.ac.jp
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：金属ナノ粒子/脱水素/有機合成
学歴：1999年9月ダッカ大学化学科卒業/2002年9月ダッカ
大学化学研究科修士課程修了/2007年9月兵庫県立大学物質理学研究科修士課程修了/2011年3月兵庫県立大学物質理学研究科博士課程修了
学位：2011年3月博士（理学）（兵庫県立大学）

年報2020・個人編●

職歴：2003年1月Beximco Pharmaceuticals Company Ltd.(バングラディッシュ)研究者/2011年4月京都大学工学研究科
博士研究員/2012年4月京都大学触媒・電池ユニット博士研究員/2016年4月北海道大学触媒科学研究所特任助教（触媒
材料研究部門）所属学会：日本化学会/触媒学会/石油学会
主要な研究業績：（1）Jamil, M. A. R.; Touchy, A. S.; Rashed,
M. N.; Ting, K. W.; Siddiki, S. M. A. H.; Toyao, T.; Maeno, Z.;
Shimizu, K. N-Methylation of amines and nitroarenes withmethanol using heterogeneous platinum catalysts. J. Catal.
2019, 371, 47-56.（2）Poly, S. S.; Siddiki, S. M. A. H.; Touchy,
A. S.; Ting, K. W.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Kanda, Y.; Shimizu,
K. Acceptorless dehydrogenative synthesis of pyrimidines fromalcohols and amidines catalyzed by supported Pt nanoparticles.
ACS Catal. 2018, 8, 11330-11341.（3）Siddiki, S. M. A. H.;
Toyao, T.; Shimizu, K. Acceptorless dehydrogenative coupling
reactions with alcohols over heterogeneous catalysts. Green
Chemistry 2018, 20, 2933-2952.（4）Poly, S. S.; Siddiki, S. M.
A. H.; Touchy, A. S.; Yasumura, S.; Toyao, T.; Maeno, Z.;
Shimizu, K. High-silica Hβ zeolites for catalytic hydration ofhydrophobic epoxides and alkynes in water. J. Catal. 2018, 368,
145-154. (5) Siddiki, S. M. A. H.; Touchy, A. S.; Jamil, M. A.
R.; Toyao, T.; Shimizu, K. C-Methylation of alcohols, ketones,
and indoles with methanol using heterogeneous platinum
catalysts. ACS Catal. 2018, 8, 3091-3103.

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/附属触媒連携研究センター：触媒材料研
究部門/触媒研究基盤開発クラスター/規整表面ナノ構造
研究クラスター/界面シミュレーション研究クラスター/
産学官連携触媒研究ユニット・統合物質創製化学研究推進ユニット
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：kshimizu@cat.hokudai.ac.jp
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：触媒設計/機械学習/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●年報 2020・個人編

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）・石油学会北海道支部長（2018-2019）・触媒学会北海道支部長（2020-2021）
主要な研究業績：（（1）Maeno, Z.; Yasumura, S.; Wu, X.;
Huang, M.; Liu, C.; Toyao, T.; Shimizu, K. Isolated
Indium-hydrides in CHA Zeolites: Speciation and Catalysis for
Non-oxidative Dehydrogenation of Ethane, J. Am. Chem. Soc.
2020, 142, 4820–4832.（2）Jamil, Md. A. R.; Siddiki, S.M.A.
H.; Touchy, A. S.; Rashed, Md. N.; Poly, S. S.; Jing, Y.; Ting,
K. W.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K. Selective
Transformations of Triglycerides into Fatty Amines, Amides,
and Nitriles by using Heterogeneous Catalysis, ChemSusChem
2019, 12, 3115–3125.（3）Toyao, T.; Maeno, Z.; Takakusagi, S.;
Kamachi, T.; Takigawa, I.; Shimizu, K. Machine Learning for
Catalysis Informatics: Recent Applications and Prospects. ACS
Catal. C 2020, 10, 2260–2297.（4）Kubota, H.; Liu, C.; Toyao,T.; Maeno, Z.; Ogura, M.; Nakazawa, M.; Inagaki, S.; Kubota,
Y.; Shimizu, K. ACS Catal. 2020, 10, 2334–2344.（5）Kamachi,T.; Tatsumi, T.; Toyao, T.; Hinuma, Y.; Maeno, Z.;
Takakusagi, S.; Furukawa, S.; Takigawa, I.; Shimizu, K. Linear
Correlations between Adsorption Energies and HOMO Levels
for the Adsorption of Small Molecules on TiO2 Surfaces, J.
Phys. Chem. C 2019, 123, 20988–2099.
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）
・平成 28 年度北海道大学研究総長賞奨励賞（2017/01/31）

アビジット

シュロトリ

しゅろとりあびじっと
Abhijit SHROTRI
職名：助教
着任：2016年6月16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04 309-2
電話：011-706-9137・ファクシミリ：011-706-9139・電子
メール：ashrotri@cat.hokudai.ac.jp
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
研究キーワード：触媒/バイオマス/セルロース/CO2
学歴： Bachelor of Engineering, June, 2006, Department ofChemical Engineering, National Institute of Technology,
Raipur, India/ PhD (Chemical Engineering), April, 2014,
Australian Institute of Bioengineering and Nanotechnology,
University of Queensland
学位：PhD, Chemical Engineering（University of Queensland）「Catalytic conversion of lignocellulosic biomass into sugar
alcohols」

89

職 歴 ： Process Engineer, Sep 2006-Dec 2009, RelianceIndustries Limited, Mumbai, India/ Postdoctoral Research
Fellow, May 2014-Sep 2015, Catalysis Research Centre,
Hokkaido University/ Postdoctoral Research Fellow, Oct
2015-June 2016, Institute for Catalysis, Hokkaido University/
Assistant Professor, June 2016-present Institute for Catalysis,
Hokkaido University
所 属 学 会 ： 触 媒 学 会 /Institution of Chemical Engineers(IChemE)
主要な研究業績：（1）Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.
Air oxidation of Activated carbon to synthesize a biomemetic
catalyst for hydrolysis of cellulose. ChemSusChem 2016, 9,
1299-1303. （ 2 ） Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.
Cellulose Depolymerization over Heterogeneous Catalysts.
Acc. Chem. Res. 2018, 51, 761-768.（3）Chen, P.; Shrotri, A.;
Fukuoka, A. Soluble cello-oligosaccharides produced bycarbon catalyzed hydrolysis of cellulose. ChemSusChem 2019,12, 2576-2580. （ 4 ） Chen, P.; Shrotri, A.; Fukuoka, A.
Unraveling the hydrolysis of β-1, 4-glycosidic bonds incello-oligosaccharides over carbon catalysts. Catal. Sci.
Technol. 2020, 10, 4593-4601. （ 5 ） Dostagir, N. H. Md.;
Thompson, C.; Kobayashi, H.; Karim, A. M.; Fukuoka, A.;
Shrotri, A. Rh promoted In2O3 as a highly active catalyst forCO2 hydrogenation to methanol. Catal. Sci. Technol. 2020, 10,8196-8202.
学 術 関 係 の 受 賞 ： University of Queensland International
Research Tution Award, University of Queensland, Australia(2010/03/15)・University of Queensland Research Scholarship,
University of Queensland, Australia (2010/03/15)・AIBN top up
scholarship for outstanding first year performance in PhD,
University of Queensland, Australia, (2011/04/01)・Best Oralpresentation award at APCAT-7 conference, Mumbai, India(2017/1/26).

宋志毅
そんつい
Zhiyi SONG
職名：准教授着任：2018年9月1日
部門/クラスター：高分子機能科学研究部門/遷移金属誘起高分子合成/変換研究クラスター
担当大学院（学部）：理学部
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：songzhiyi@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：高分子機能材料
研究キーワード：不斉/キラル/ナノカーボン
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）/2017年7月北海道大学触媒科学研究所准教授（分子触媒研
究部門）/2018年9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）

90

所属学会：日本化学会，触媒学会，先端錯体工学研究会,
高分子学会
主要な研究業績：(1) Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang, Y.;
Pietropaolo, A.; Song, Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano,
T. Optically Active Polymers with Cationic Units Connected
through Neutral Spacers: Helical Conformation and Chirality
Transfer to External Molecules. Macromolecules 2020, 22,9916-9928. (2)Vishwakarma, S.; Kumari, A.; Mitra, K.; Singh,
S.; Song, Z.; Bando, M.; Nakano, T.; Gupta, S. K. S.; Ray, B.
Effect of L-Menthol Chain-end on the Optical Rotation,
Chirality, Tacticity and Thermal Properties of Polystyrene
Prepared by ATRP and Polyvinylacetates Prepared by RAFT
Polymerization: A Molecular Weight Dependence Study.
Materials Today Commun. 2020, 26, 101705. (3) Dai, H.;
Shichibu, Y.; Imai, Y.; Hara, N.; Konishi, K.; Wang, Y.; Song,Z.; Nakano, T. Synthesis and stereochemistry of helicalpolyurethanes based on 2,2′-dihydroxy-1,1′-binaphthyl anddiisocyanatobenzenes. Polym. Chem. 2020, 11, 1134-1144.
(4)Bando, M.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi, T. Coming
Back to the Starting Position of Carbons Traveling in Organic
Molecules on Titanium: Merry-Go-Round Reaction.
Organometallcs 2019, 38, 731-734. (5)Wang, Y.; Nakajima,K.; Song, Z.; Takahashi, T. Lithiation of palladated
dihydropentacene: a new route for the introduction ofsubstituents from both of electrophiles and nucleophiles topentacene. Chem. Commun. 2018, 54, 1265-1268.

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/規整表面ナノ構造研
究クラスター/プラズモン光触媒反応研究クラスター
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：takakusa@cat.hokudai.ac.jp
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
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）

年報2020・個人編●

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/日本XAFS研究会
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-）/日本表面科学会東北・北海道支部
幹事（2013-）/電気化学会編集委員会（2018-2019）/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（2014-2016）/日本XAFS
研究会企画幹事（2015-2017）
主要な研究業績：（1）Takakusagi, S.; Iwasawa, Y.; Asakura, K.
Premodified Surface Method to Obtain Ultra-highly Dispersed
Metals and their 3D Structure Control on an Oxide
Single-crystal Surface. Chem. Rec. 2019, 18, 1244-1255.（2）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.（3）Takakusagi, S.;
Nojima, H.; Ariga, H.; Uehara, H.; Miyazaki, K.; Chun, W.-J.;
Iwasawa, Y.; Asakura, K. Fine tuning and orientation control ofsurface Cu complexes on TiO2(110) premodified with mercapto
compounds: the effect of different mercapto groupposition.
Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 14080-14088. （ 4 ）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. （ 5 ）Takakusagi, S.; Kitamura K.; Uosaki, K. In situ Real-time
Monitoring of Electrochemical Ag deposition on a
Reconstructed Au(111) Studied by Scanning TunnelingMicroscopy. 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(111)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 andSpectroscopy」（2015/08）・American Vacuum Society (AVS)VTD Shop Note Awards「Portable ultrahigh-vacuum sample
storage system for polarization-dependent total-reflection
fluorescence X-ray absorption fine structure spectroscopy」(2017/06)●年報 2020・個人編

高島舞
たかしままいMai TAKASHIMA
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/プラズモン光触媒反応研究クラスター
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：takashima.m@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：http://pcat.cat.hokudai.ac.jp/pcat
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/多電子移動反応/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）Shen, Y.; Nitta, A.; Takashima, M.;
Ohtani, B., Do particles interact electronically? ―Proof ofInterparticle Charge-Transfer Excitation between Adjoined
Anatase and Rutile Particles. Chem. Lett., 2021, 50, 80–83.（2）Ketwong, P.; Yoshihara, S.; Takeuchi, S.; Takashima, M.;
Ohtani, B., Light intensity-dependence studies on the role ofsurface deposits for titania-photocatalyzed oxygen evolution:
Are they really cocatalysts?. J. Chem. Phys., 2020, 153,
124709.（3）Hori, H.; Takashima, M.; Takase, M.; Ohtani, B.
Kinetic analysis supporting multielectron reduction of oxygenin bismuth tungstate-photocatalyzed oxidation of organic
compounds. Catal. Today 2018, 313, 218–223.（4）Takeuchi S.;
Takashima M.; Takase M.; Ohtani B. Digitally Controlled
Kinetics of Titania-photocatalyzed Oxygen Evolution. Chem.
Lett. 2018, 47, 373–376.（5）Nitta, A.; Takase, M.; Takashima,M.; Murakami, N.; Ohtani, B. A Fingerprint of Metal-oxide
Powders:
Energy-resolved
DistributionofElectron
Traps. Chem. Commun. 2016, 52, 12096–12099.
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）

91

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：toyao@cat.hokudai.ac.jp
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：水素化/自動車排ガス浄化/CO2資源化/計算科学/インフォマティクス
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/石油学会
学会活動：触媒学会若手委員（2012-）/石油学会北海道支部幹事(2016-)
主要な研究業績：（1）Ting , K.W.; Maeno, Z.; Siddiki, S. M. A.
H.; Shimizu, K; Toyao, T. Reverse Water-Gas Shift Reaction
via Redox of Re Nanoclusters Supported on TiO2. Chem. Lett.
2021, 50, 158–161.（2）Toyao, T.; Maeno, Z.; Takakusagi, S.;
Kamachi, T.; Takigawa, I.; Shimizu, K. Machine Learning for
Catalysis Informatics: Recent Applications and Prospects. ACS
Catal. C 2020, 10, 2260–2297. （3）Jing. Y.; Cai. Z.; Liu, C.;
Toyao, T.; Maeno, Z.; Asakura, H.; Hiwasa, S.; Nagaoka, S.;
Kondoh, H.; Shimizu, K. Promotional Effect of La in theThree-Way Catalysis of La-Loaded Al2O3-Supported Pd
Catalysts (Pd/La/Al2O3). ACS Catal. 2020, 10, 1010–1023. （4）Toyao, T.; Kayamori, S.; Maeno, Z.; Siddiki, S. M. A. H.;
Shimizu, K. Heterogeneous Pt and MoOx Co-Loaded TiO2
Catalysts for Low-Temperature CO2 Hydrogenation to Form
CH3OH. ACS Catal. 2019, 9, 8187–8196.（5）Ting, K. W.;
Toyao, T.; Siddiki, S. M. A. H.; Shimizu, K. Low-Temperature
Hydrogenation of CO2 to Methanol over Heterogeneous
TiO2-Supported Re Catalysts. ACS Catal. 2019, 9, 3685–3693.

92

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/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：nakajima@cat.hokudai.ac.jp
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 thesyntheses, structural characteristics, and applications oforganic-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）
・触媒学会北海道地区幹事（2016-2018）・石油学会北海道支部幹事（2016-2018）
・触媒学会企画教育委員（2019-2021）
・日本
化学会北海道支部幹事（2016-2021）
主要な研究業績：（1）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.（2）Gupta, N.
K.; Fukuoka, A.; Nakajima, K. Amorphous Nb2O5 as a
Selective and Reusable Catalyst for Furfural Production from
Xylose in Biphasic Water and Toluene. ACS Catal. 2017, 7,2430-2436.（3）Kim, M.; Su, Y.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J. M.;
Nakajima, K. Aerobic Oxidation of 5-(Hydroxymethyl)furfural
Cyclic Acetal Enables Selective Furan-2,5-dicarboxylic Acid
Formation with CeO2-Supported Gold Catalyst. Angew. Chem.
Int. Ed. 2018, 57, 8235-8239. （4）Kim, M.; Su, Y.; Aoshima,T.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J. M.; Nakajima, K. Effective
Strategy of Furan Dicarboxylate Production for Biobased
Polyester Applications. ACS Catal. 2019, 9, 4277-4285.（5）Wiesfeld, J. J.; Kim, M.; Nakajima, K.; Hensen, E. J. M.
Selective Hydrogenation of 5-Hydroxymethylfurfural to
2,5-Bis(hydroxymethyl)furan
Using
Supported

年報2020・個人編●

Rhenium-promoted Nickel Catalysts in Water. Green Chem.
2020, 22, 1229-1238.
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）
・平成28年度北海道大学研究総長賞奨励賞(2017/1/31)

中野環
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/触媒研究基盤
開発クラスター
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：tamaki.nakano@cat.hokudai.ac.jp
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
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-）委員長（2019-）
・「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-）
・日本化学会命名法専門委員会委員（2016-)・日本化学会命名法専門委員●年報 2020・個人編会委員（2016-)・日本化学会北海道支部代議員（2021-）
主要な研究業績：(1) Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang, Y.;
Pietropaolo, A.; Song, Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano,
T. Optically Active Polymers with Cationic Units Connected
through Neutral Spacers: Helical Conformation and Chirality
Transfer to External Molecules. Macromolecules 2020, 22,9916-9928. * (2) Dai, H.; Shichibu, Y.; Imai, Y.; Hara, N.;
Konishi, K.; Wang, Y.; Song, Z.; Nakano, T. Synthesis andstereochemistry of helical polyurethanes based on
2,2′-dihydroxy-1,1′-binaphthyl and diisocyanatobenzenes.
Polym. Chem. 2020, 6, 1134-1144.* (3)Wang, Y.; Harada, T.;
Phuong, L. Q.; Kanemitsu, Y.; Nakano, T. Helix Induction to
Polyfluorenes Using Circularly Polarized Light: Chirality
Amplification, Phase-Selective Induction, and Anisotropic
Emission. Macromolecules 2018, 51, 6865-6877.* （ 4 ）Pietropaolo, A.; Nakano, T. Molecular Mechanism of
Polyacrylate Helix Sense Switching across Its Free Energy
Landscape. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5509−5512.*（5）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.*
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）

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/ユニット：研究開発部門/触媒研究基盤
開発クラスター/産学官連携触媒研究ユニット
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：m-nishida@cat.hokudai.ac.jp
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：mayumi-nishida@aist.
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」

93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）/1998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-至現在 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-至現在 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）/2009年-至現在
中国人民大学客員教授/2015年6月-2017年6月 綜研化学株式会社外部監査役/2017年7月-2019年6月 綜研化学株
式会社顧問/2014年4月-至現在 ケミカルソフト株式会社
技術顧問/2014年4月至現在 株式会社ウェストコーナー
最高顧問/2014年4月至現在 Kagashin Global Network(P) Ltd. Advisory Board/2014年4月-2016年3月 領域アドバイザー (JST ACCEL)/ 2018年4月-至現在 領域アドバイ
ザー (JST CREST) [革新的反応] 新たな生産プロセス構築のための電子やイオン等の能動的制御による革新的反応
技術の創出/ 2017年10月-至現在研究参加者（JST CREST
革新的触媒 清水チーム）/2017年10月-至現在 研究参加
者 （ JST CREST 革 新 的 触 媒
高 橋 チ ー ム
http://catalystinfo.eng.hokudai.ac.jp）/ 2018年5月―
2019年6月 研究委託先「NEDO先導研究プログラム／エネ
ルギー・環境新技術先導研究プログラム／SILP触媒を用いた流通型CO2直接利用ヒドロホルミル化反応の開発」
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）/日本化学経営シンクタンク理事（2012-2013)/日本化学会北海道支部幹事(2015-2016)
主要な研究業績：（1）Takahash, K.; Takahashi, L.; Miyazato,
I.; Fujima, J.; Tanaka, Y.; Uno, T.; Satoh, H.; Ohno, K.; Nishida,M.; Hirai, K.; Ohyama, J.; Nguyen, T. N.; Nishimura, S.;
Taniike T. The Rise of Catalyst Informatics: Towards Catalyst
Genomics. ChemCatChem 2019, 11, 1146−1152（2）Yasuda, T.;
Uchiage, E.; Fujitani, T.; Tominaga, K.; Nishida, M. Reverse
Water Gas Shift Reaction Using Supported Ionic Liquid Phase
Catalysts. Appl. Catal., B 2018, 232, 299–305.（3）Kimura, A.;
Hayama, H.; Hasegawa, J.; Nageh, H.; Wang, Y.; Naga, N.;
Nishida, M.; Nakano, T. Recyclable and efficient
polyurethane-Ir catalysts for direct borylation of aromaticcompounds. Polym. Chem. 2017, 8, 7406-7415.（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）Tagata, T.; Nishida, M.; Nishida, A.
Continuous-flow C-H Borylation of Arene Derivatives. Adv.
Synth. Catal. 2010, 10, 16626-1666. （ 6 ） Nishida, M.
Pd/C-Catalyzed Suzuki-Miyaura Coupling. Shokubai 2007, 49,
200-204.
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）

94

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/触媒研究基盤開発ク
ラスター/酸塩基触媒研究クラスター/機能性合金触媒研
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：hasegawa@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：http://theory.cat.hokudai.ac.jp/
研究分野：触媒理論化学/計算化学/量子化学/
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化学反応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
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 Statesand 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
客員准教授/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）Nishikawa, Y.; Ohtsuka, Y.; Ogihara, H.;
Rattanawan, R.; Gao, M.; Nakayama, A.; Hasegawa, J.;
Yamanaka, I. Catalytic Mechanism of Liquid-Metal Indium for
Direct Dehydrogenative Conversion of Methane to Higher
Hydrocarbons. ACS Omega, 2020, 5, 28158-28167. (2) Zhao,
L.; Watanabe, K.; Nakatani, N.; Nakayama, A.; Xu, X.;
Hasegawa, J. Extending Nudged Elastic Band Method toReaction Pathways Involving Multiple Spin States. J. Chem.

年報2020・個人編●

Phys. 2020, 153, 134114. (3) Deng, J.; Ratanasak, M.; Sako,Y.; Tokuda, T.; Maeda, C.; Hasegawa, J.; Nozaki, K.; Ema, T.
Aluminum Porphyrins with Quaternary Ammonium Halides as
Catalysts for Copolymerization of Cyclohexene Oxide andCO2: Metal–ligand Cooperative Catalysis. Chem. Sci. 2020, 11,5669-5675. (4) Murata, T.; Hiyoshi, M.; Ratanasak, M.;
Hasegawa, J.; Ema, T. Synthesis of Silyl Formates,
Formamides, and Aldehydes via Solvent-free Organocatalytic
Hydrosilylation of CO2. Chem. Commun. 2020, 56, 5783-5786.
(5) Yasuda, S.; Osuga, R.; Kunitake, Y.; Kato, K.; Fukuoka,
A.; Kobayashi, H.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Manabe, R.; Shima,H.; Tsutsuminai, S.; Yokoi, T. Zeolite-Supported Ultra-Small
Nickel as Catalyst for Selective Oxidation of Methane to
Syngas. Commun. Chem. 2020, 3, 129.
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）.

坂東正佳
ばんどうまさよし
Masayoshi BADDO
職名：助教
着任：2020年4月1日
部門/高分子機能科学研究部門
担当大学院（学部）：理学部
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：masayoshi.bando@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：有機金属化学/高分子化学
研究キーワード：不斉/キラル/らせん
学歴：北海道大学大学院生命科学院
学位：博士（薬学）
職歴：2020年 4月北海道大学触媒科学研究所助教
所属学会：日本化学会，触媒学会，高分子学会
主要な研究業績：（1） Wang, Y.; Zavradashvili, N.; Wang, Y.;
Pietropaolo, A.; Song, Z.; Bando, M.; Katsarava, R.; Nakano,T., Optically Active Polymers with Cationic Units Connected
through Neutral Spacers: Helical Conformation and Chirality
Transfer to External Molecules. Macromolecules 2020, 22,9916-9928. （2）Bando, M.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi,
T. Coming Back to the Starting Position of Carbons Travelingin Organic Molecules on Titanium: Merry-Go-Round Reaction.
Organometallcs 2019, 38, 731-734.（3）Bando, M.; Nakajima,K.; Song, Z.; Takahashi, T., Metal-dependent regioselective
homocoupling of stannyl-and alkyl-substituted alkynes ongroup
4elements.
Formationofunsymmetricaltitanacyclopentadienes
andsymmetricalzircona-cyclopentadienes.
DaltonTrans.
2019,48,
13912-13915. （ 4 ） Bando, M.; Nakajima, K.; Song, Z.;
Takahashi, T. Formation A Spiro[4,4]nona-1,3,6-triene by the
Reaction of Bis(cyclopentadienyl)titanacyclopentadienes with
Bismuth(III) Chloride. Dalton Trans. 2017, 46, 16408-16411.

●年報 2020・個人編

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/触媒研究基盤開発ク
ラスター
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：fukuoka@cat.hokudai.ac.jp
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：触媒法バイオマス変換・鮮度保持のための触媒研究キーワード：触媒/バイオマス/セルロース/ナノ粒子/
エチレン酸化/鮮度保持
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
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（2012-2016）・国際触媒学会オフィサー（2016-）
・触媒学会会長（2018-2019）・日本化学会北海道支部長（2019-2020）
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 ） Chen, P.; Shrotri, A.;
Fukuoka, A. Soluble Cello-Oligosaccharides Produced by
Carbon-Catalyzed Hydrolysis of Cellulose. ChemSusChem
2019, 12, 2576-2580.（5）Satter, S. S.; Hirayama, J.; Kobayashi,H.; Nakajima, K.; Fukuoka, A. Water-Resistant Pt Sites in95

Hydrophobic Mesopores Effective for Low-Temperature
Ethylene Oxidation. ACS. Catal. 2020, 10, 13257-13268.
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）
・北海道
大学研究総長賞優秀賞（2017/01/31）・井上春成賞「青果物鮮度保持用プラチナ触媒の開発」（2020/09/16）

S.; Song, S.; He, Q.; Asakura, H.; Yan, N. Catalytic productionof alanine from waste glycerol. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59,2289-2293.（4）Xing,F.; Jeon, J.; Toyao, T.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Cu–Pd Single-Atom Alloy Catalyst for Highly
Efficient NO reduction. Chem. Sci. 2019, 10, 8292-8298.（5）Jeon, J.; Kon, K.; Toyao, T.; Shimizu, K.; Furukawa, S. Designof Pd-Based Pseudo-Binary Alloy Catalysts for Highly Active
and Selective NO Reduction. Chem. Sci. 2019, 10, 4148-4162.
学術関係の受賞：The 16th International Congress on Catalysis(ICC16) Young Scientist Prize (2016/07）・金属学会奨励賞（2016/09）
・触媒学会奨励賞「白金族元素を主成分とする
金属間化合物触媒の創製と展開」（2017/03）・石油学会奨
励賞「合金材料を基盤とした高効率NOx還元およびアルカ
ン脱水素触媒の開発」（2021/03）・文部科学大臣表彰若手科学者賞「合金反応場設計に基づく高効率触媒系の開発に関する研究」（2021/04）

古川森也
ふるかわしんや
Shinya FURUKAWA

前野禅

職名：准教授着任：2016年7月15日
部門/クラスター：触媒材料研究部門/機能性合金触媒研究
クラスター
担当大学院（学部）：総合化学院
研究室：創成科学研究棟04-311-1
電話：011-706-9162・ファクシミリ：011-706-9163・電子
メール：furukawa@cat.hokudai.ac.jp
ウェブページ：http://www.cat.hokudai.ac.jp/shimizu/
member_3.html

職名：特任講師
着任：2018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04-111
電話：011-706-9165・ファクシミリ：011-706-9163・電子
メール：maeno@cat.hokudai.ac.jp
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/計算化学研究キーワード：合金触媒/金属間化合物/水素化脱水素
学歴：2007年3月 京都大学工学部工業化学科卒業/2009年3月 京都大学大学院工学研究科修士課程修了/2012年3月
京都大学大学院工学研究科博士課程修了
学位：2012年3月 博士（工学）（京都大学）
職歴：2009年4月 日本学術振興会特別研究員（DC1）/ 2012年4月 東京工業大学理学院化学系 助教 / 2016年7月北海道大学触媒科学研究所准教授（触媒材料研究部門）/ 2019年8月 文部科学省研究振興局 学術調査官（兼任）/ 2019年10月 科学技術振興機構さきがけ研究者（兼任）
所属学会：触媒学会/石油学会/金属学会/日本化学会/
学会活動：触媒学会東日本支部幹事（2013-15）
・石油学会
ジュニアソサイアティー幹事（2013-）
・触媒学会企画教育委員（2014-2016）
・触媒学会若手会委員長（2014-2016）・
触媒学会広報委員（2015-2016）
・触媒学会東日本支部代議員（2015-2017）
・触媒学会キャタリシススクール運営委員（2016）・触媒学会北日本支部幹事（2017-）・触媒学会討論会委員（2018-2020）
・日本化学会北海道支部幹事（2018-）
主要な研究業績：（1）Nakaya, Y.; Hirayama, J.; Yamazoe, S.;
Shimizu, K.; Furukawa, S., Single-atom Pt in intermetallics as
an ultrastable and selective catalyst for propane
dehydrogenation. Nat. Commun. 2020, 11, 2838.（2） Nakaya,
Y.; Miyazaki, M.; Yamazoe, S.; Shimizu, K.; Furukawa, S.,
Active, Selective, and Durable Catalyst for Alkane
Dehydrogenation Based on a Well-Designed Trimetallic Alloy.
ACS Catalysis 2020, 10, 5163-5172.（3）Wang, Y.; Furukawa,

96

まえのぜん
Zen MAENO

研究分野：触媒・資源化学プロセス/化学工学/合成化学
研究キーワード：ナノ空間/多核金属種/金属ヒドリド/C−H
活性化/資源有効利用
学歴：2009年3月大阪大学基礎工学部化学応用科学科卒業/2011年3月大阪大学大学院基礎工学研究科物質創成専攻
修士課程修了/2013年6月 大阪大学大学院 基礎工学研究科物質創成専攻博士課程修了
学位：2013年6月博士（工学）（大阪大学）
職歴：2013年4月独立行政法人日本学術振興会特別研究員（DC2）/2013年7月大阪大学大学院基礎工学研究科物質創成専攻助教（實川研究室）/2018年4月北海道大学触媒科学研究所特任講師（触媒材料研究部門）
所属学会：日本化学会/触媒学会/石油学会
学会活動：触媒学会ナノ構造触媒研究会世話人（2018-）/
第 122 回触媒討論会（触媒学会）実行委員（2018）
主要な研究業績：（1）Maeno, Z.; Yamamoto, M.; Mitsudome,T.; Mizugaki, T.; Jitsukawa, K. Efficient synthesis ofbenzofurans via cross-coupling of catechols withhydroxycoumarins using O2 as an oxidant catalyzed by
AlPO4-supported Rh nanoparticle. ChemistrySelect 2019, 4,11394-11397.（2）Jamil, Md. A. R.; Touchy, A. S.; Rashed, Md.
N.; Ting, K. W.; Sidiki, S. M. A.; Toyao, T.; Maeno, Z.;
Shimizu, K. N-methylation of amines and nitroarenes withmethanol using heterogeneous platinum catalysts. J. Catal.
2019, 371, 47-56.（3）Maeno, Z.; Yasumura, S.; Liu, C.; Toyao,T.; Kon, K.; Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Shimizu, K.
Experimental and theoretical study of multinuclear indium-oxo
clusters in CHA zeolite for CH4 activation at room temperature.

年報2020・個人編●

Phys. Chem. Chem. Phys. 2019, 21, 13415-13427.（4）Yasumura,S.; Huang, M.; Wu, X.; Liu, C.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu,
K. A CHA zeolite supported Ga-oxo cluster for partial oxidationof CH4 at room temperature. Catal. Today 2020, in press (DOI:
10.1016/j.cattod.2019.10.035).（5）Maeno, Z.; Yasumura, S.; Wu,
X.; Huang, M.; Liu, C.; Toyao, T.; Shimizu, K. Isoalted
indium-hydrides in CHA zeolites: speciation and catalysis fornonoxidative dehydrogenation of ethane. J. Am. Chem. Soc.
2020, 142, 4820-4832.
学術関係の受賞：2014 年 The 7th Tokyo Conference on
Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7), TheBest Poster Award Winner (2014/07)/第 9 回大阪大学総長による表彰（2014/10）/触媒学会最優秀論文賞（2016/12）/
日本化学会第 98 春季年会優秀講演賞（学術）（2018/04）

三輪寛子
みわひろこ
Hiroko Ariga MIWA

職名：助教
着任：2009年10月1日
離任：2021年3月31日
部門/クラスター：触媒表面研究部門/機能性合金触媒研究
クラスター
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：ariga@cat.hokudai.ac.jp
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●年報 2020・個人編

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），触媒学会北海道支部幹事（2018-）
主要な研究業績：（1）Mauriello, F.; Ariga-Miwa, H.; Paone,
E.; Pietropaolo, R.; Takakusagi, S.; Asakura, K., Transferhydrogenolysis of aromatic ethers promoted by the bimetallic
Pd/Co catalyst. Catal. Today 2019. (2) Contreras-Mora, J.;
Ariga-Miwa, H.; Takakusagi, S.; Williams, C.T.; Asakura K.
Phosphorous Diffusion Through Ni2P-Low Energy Diffusion
Path and Its Unique Local Structure. J. Phys. Chem. C 2018,
122, 6318-6322.（3）Mochizuki, I.; Ariga, H.; Fukaya, Y.;
Wada, K.; Maekawa, M.; Kawasuso, A.; Shidara, T.; Asakura,
K.;
Hyodo,
T.
Structure
determinationoftherutile-TiO2(110)-(1X2)
surfaceusing
total-reflection
high-energy positron diffraction (TRHEPD). Phys. Chem.
Chem. Phys. 2016, 18, 7085-7092.（（4）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.（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 ofTransferred Graphene: The First Step toward Its Application asa Window Material for Electron Microscopy andSpectroscopy」(2015/08)

97

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）》■2020 年度に登録された特許
6678450・福岡淳，小林広和，陳新「部分酸化触媒及びそれを用いた一酸化炭素の製造方法」国立大学法人北海道大学，東ソー株式会社（2020/3/19）
6695527・福岡淳，小林広和「バイオマス加水分解触媒の製造方法」国立大学法人北海道大学，昭和電工株式会社（2020/4/24）
6712805・中野環「πスタック型ポリマー及び錯体ポリマー」国立大学法人北海道大学（2020/6/4）
6745510・福岡淳，小林広和，染谷紗衣，淺川哲夫「キチンオリゴマー，Ｎ－アセチルグルコサミン及び１－Ｏ－
アルキル－Ｎ－アセチルグルコサミンの製造方法」国立
大学法人北海道大学，昭和電工株式会社（2020/8/6）
6779505・藤田一郎，福岡淳，小林広和，シュロトリ・ア
ビジット「セロオリゴ糖の製造方法」昭和電工株式会社，
国立大学法人北海道大学（2020/10/16）
6803703・福岡淳，小林広和，海木寛之「マンニトールの脱水用固体触媒，およびこの触媒を使用する２，５－ソ
ルビタン及び／又はイソマンニドの製造方法」国立大学
法人北海道大学，クラリアント触媒株式会社（2020/12/3）■2019 年度までに登録された特許
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）
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）
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）
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）
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）

983758856・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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）

年報2020・個人編●

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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）●年報 2020・個人編

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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）

99

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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）

1004526222・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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）

年報2020・個人編●

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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）●年報 2020・個人編

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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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）
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101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）
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）
5894387・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（2016/3/4）
5905326・中野環，坂本猛，東村秀之，小林憲史「高分子化合物の変性方法及び変性された高分子化合物を含む膜の製造方法」住友化学株式会社，国立大学法人北海道大学（2016/3/25）
5967548・竹口竜弥，朝倉清髙「燃料電池用アノード用触媒及びその製造方法」国立大学法人北海道大学（2016/7/15）
5984016・中島清隆，原亨和「アモルファス含水チタン酸
化物及びそれを含む固体ルイス酸触媒」国立大学法人東京工業大学，地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所（2016/8/12）
6106125・小川重男，鴻野晃洋，山田巧，高島舞「透明多孔体の細孔パラメータの算出方法」日本電信電話株式会社（2017/3/10）
6264183・大谷文章，高瀬舞，新田明央，黒田靖「光音響分光方法および光音響分光装置」昭和電工株式会社，国立大学法人北海道大学（2018/1/5）
6271154・中野環，杉野寛佳，小林憲史，開高敬，東村秀之「発光素子」住友化学株式会社，国立大学法人北海道大学（2018/1/12）
6347545・福岡淳，小林広和，馮博，横山春香，陳新「糖アルコールの脱水用固体触媒，およびその触媒を使用す
る二無水糖アルコールの製造方法」国立大学法人北海道大学，クラリアント触媒株式会社（2018/6/8）
6444986・原亨和，中島清隆，竹田大樹「水媒体中ヒドリ
ド異性化反応用固体触媒」国立研究開発法人科学技術振興機構（2018/12/7）
6516147・岩間昭智，稗貫右京，板垣貴弘，大谷文章「抗菌性コンタクトレンズ及びその使用方法並びにその製造方法」株式会社アイレ，国立大学法人北海道大学（2019/4/26）
6521373・神川憲，チェン・ヤーイー，小笠原正道，高橋保「面不斉シクロペンタジエニル－マンガン錯体を基本骨格に有するホスフィン－オレフィン配位子」公立大学
法人大阪府立大学（2019/5/10）
6541288・大谷文章，高瀬舞，高島舞，新田明央，黒田靖「金属酸化物の同定方法」国立大学法人北海道大学，昭和電工株式会社（2019/6/21）
6600911・福岡淳，小林広和，シュロトリ・アビジット，
藤田一郎「植物性バイオマスの加水分解方法及び装置」

102

昭和電工株式会社，国立大学法人北海道大学（2019/10/18）
6617384・南部宏暢，笠間勇輝，藤井亘，福岡淳，原賢二「エチレン分解剤」太陽化学株式会社，国立大学法人北海道大学（2019/11/22）

教職員の受賞■2020年度の受賞
科学技術振興機構第45回井上春成賞 福岡淳「青果物鮮度保持用プラチナ触媒の開発」（2020/09/16）
Journal of Materials Chemistry A Emerging Investigators
Emerging Investigators 2020 古川森也「Catalyst designconcept based on a variety of alloy materials: a personalaccount and relevant studies」（2020/08/21）
日本化学会第38回学術賞 朝倉清髙「in-situ XAFSによる
動的触媒表面解析の確立」（2021/01/07）
北海道大学令和2年度総長表彰 向井慎吾「教育研究支援業
務総長表彰（貢献賞）優秀賞」（2021/02/19）
プラズモニック化学研究会最優秀講演賞 飯田健二「プラズモニックエネルギー変換の原子レベルの制御に向けた第一原理計算研究」（2021/03/05）
石油学会2020年度奨励賞 古川森也「合金材料を基盤とした高効率NOx還元およびアルカン脱水素触媒の開発」（2021/03/12）■2019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」《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」《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」《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」

年報2020・個人編●

《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 throughSelective 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」《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」《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 叶深「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）《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●年報 2020・個人編

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 叶深「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 Society David C.
Grahame Award 大澤雅俊「For significant contributions in
the field of physical electrochemistry」（2011/05/03）《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 叶深「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）

103

《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 Societyof 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）《2015年度》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）・Springer Science+BusinessMedia Springer 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）《2016年度》日本金属学会第26回金属学会奨励賞 古川森也
「金属間化合物を用いた機能性触媒材料の開発とその表
面科学の開拓」（2016/09/21）
・触媒学会平成28年度学術奨励賞 古川森也「白金族元素を主成分とする金属間化合物触媒の創製と展開」」（2017/01/15）・日本化学会第66回進歩賞 小林広和「バイオマスの効率的な利用を可能とする固体触媒-固体基質反応系の創生」（2017/01/17）・北海道大学平成28年度研究総長賞 奨励
賞 中島清隆（2017/01/31）
・北海道大学平成28年度研究
総 長 賞 優 秀 賞 福 岡 淳 （ 2017/01/31 ）・ Charles
University,Czech Golden Medal of the Faculty of
Science of the Charles University 高橋保（2016/04/25）《2017年度》電気化学会学会賞・武井賞 大谷文章「光触媒反応の物理化学的解析による機構解明と応用―半導体
電気化学概念の限界解明とその拡張」（2018/03/10）《2018年度》Royal Society of Chemistry Fellow 朝倉清髙
（2018/08/03）・北海道大学平成30年度総長表彰 Ewa
KOWALSKA「教育研究総長表彰」（2019/02/22）《2019年度》産業技術総合研究所TIA推進センターCUPAL優秀活動賞 安田友洋「イオン液体/個体海面を用いた触媒
反応プロセスの開発」（2019/06/05）
・触媒学会奨励賞 小林広和「触媒法によるキチンの解重合と含窒素化合物合成」（2020/01/07）・北海道大学令和元年度総長表彰 大谷文章「教育研究総長表彰」（2020/02/17）

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2020年度担当講義担当教員で「*」は責任教員，（）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．

■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）「量子ビームとプラズマ応用の世界」［2］（及川俊一）/（平賀富士夫）/（富岡智）/（加美山隆）/（山内有二*）/（金子純一）/髙草木達/（信太祐二）/（佐藤博隆）/（大沼正人）/（白井直機）/柴山環樹/朝倉清髙/（佐々木浩一）/（梅垣菊男）■学士課程・全学教育（基礎科目）
自然科学実験「（物理・化学）」［2］小林広和/（他）■学士課程・全学教育（教養科目）
環境と人間「農耕地のバイオマス－食料，エネルギー，有用物質の生産」［2］福岡淳/（山形定）/（平田聡之）/（石井一暢）/（星野洋一郎）/（山田敏彦*）/（松本謙一郎）/（堀千明）/（河合正人）/（岩渕和則）/中島清隆■学士課程・全学教育科目(一般教育演習)
一般教育演習（フレッシュマンセミナー）「工学的創成実
験I（ケミカル・エンジニアリングの世界/マテリアルが拓く未来）（論文指導）」［2］（大参達也）/（松島永佳*）/（岩佐信弘）/（岩村振一郎）/（荻野勲）/清水研一/（坪内直人）/（中坂佑太）/向井紳■学士課程・全学教育
化学I［2］朝倉清髙*/（内田毅）/（小川美香子）/（松尾保孝）
化学II［2］朝倉清髙■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
応用化学学生実験II［1］（樋口幹雄*）/（鱒渕友治）/（長浜太郎）/鳥屋尾隆/（柳瀬隆）/（Nataly Carolina ROSERO
NAVARRO）/（三浦章）
表面工学［2］朝倉清髙
物理化学［2］髙草木達
物理化学［2］髙草木達
量子力学［2］朝倉清髙/（松浦妙子*）
量子力学［2］（松浦妙子*）/朝倉清髙
表面工学［2］朝倉清髙■修士課程・環境科学院（環境物質科学専攻）
環境解析学総論「再生可能エネルギー総論」［2］（先崎理之）/（藤井賢彦*）/（BIJU Vasudevan Pillai）/（八木一二三）/大谷文章/（森川正章）/（大竹秀明）
分子環境学特論I［2］大谷文章
環境物質科学基礎論II［］Ewa KOWALSKA
環境触媒化学特論I［2］Ewa KOWALSKA/大谷文章
環境触媒化学特論II［2］Ewa KOWALSKA

年報2020・個人編●

■修士課程・工学院（量子理工学専攻）

2020年度学位審査

表面ナノ材料科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙■博士課程・工学院（量子理工学専攻）

触媒科学研究所の教員が審査にあたったもの．（）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．

表面ナノ材料科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙■博士
大学院総合化学院■修士課程・工学院（量子理工学専攻）
表面ナノ解析科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙■博士課程・工学院（量子理工学専攻）
表面ナノ解析科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙■修士課程・総合化学院*

実践的計算化学［2］武次徹也 /（伊藤肇）/（島田敏宏）/長谷川淳也

Wiyanti Fransisca SIMANULLANG 「 Highly Efficient
Ni-Based Catalysts as Noble-Metal-Alternative for(De)Hydrogenation Reactions（水素化脱水素に有効な貴金
属代替Ni触媒の開発）」主査：古川森也・副査：清水研一/中島清隆大学院工学院
城戸大貴「Constrained Thorough Search法による複雑な系における EXAFS 解析の研究」主査：朝倉清髙・副査：髙
草木達/（富岡智）/（大沼正人）
大学院総合化学院■修士課程・総合化学院(分子化学コース科目）
分子化学（高分子機能科学）［1］中野環
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/（前田理）/飯田健二/（小林正人）/（岩佐豪）/（原淵祐）/Min GAO
応用分子化学Ａ（触媒設計）［2］清水研一*/古川森也/鳥屋尾隆■修士課程・総合化学院(共通科目）
化学産業実学［1］西田まゆみ
総合化学特論I（Modern Trends in Physical and Material
Chemistry）［1］（中坂佑太*）/（坪内直人）/（角五彰）/古川森也/（藤田進一郎）/（景山義之）/小林広和■博士後期課程・総合化学院(選択必修科目）
先端総合化学特論I「総合化学特論I」［1］（中坂佑太*）/（坪内直人）/（角五彰）/古川森也/（藤田進一郎）/（景山義之）/小林広和■博士課程・総合化学院(選択必修科目）
先端総合化学特論I「総合化学特論II」［1］（上野貢生）/（内田毅）/（分島亮）/（岩井智弘）/（福島知宏）/Abhijit
SHROTRI■修士課程・総合化学院(共通科目）
総合化学特論II(Modern Trends in Organic Chemistry
and Biological Chemistry) ［1］（上野貢生）/（内田毅）/（分島亮）/（岩井智弘）/（福島知宏）/Abhijit SHROTRI■課程・Hokkaido Summer Institute
Catalyst Principle and Catalyst Design ［ ］ Ewa
KOWALSKA/Abhijit SHROTRI/（他）趙黎明「Theoretical Study on the Mechanism of Transition
Metal Catalyzed Reactions and Spin-Forbidden Reactions」主査：武次徹也・副査：（伊藤肇）/中野環/長谷川淳也（堤拓朗）「次元縮約反応経路地図に基づく第一原理分子
動力学解析」主査：（前田理）・副査：武次徹也/（小松﨑民樹）/長谷川淳也/（佐藤信一郎）（藤森俊和）「大規模量子化学計算に対する分割統治法に基づいた誤差自動制御スキームの開発」主査：長谷川淳也・副査：武次徹也/（前田理）/（佐藤信一郎）/（小林正人）
大学院環境科学院
沈 陽 「 Studies on changes in surface/bulk structure andphotocatalytic activity of titania powders induced by braying（磨砕による酸化チタン粉末の表面/バルク構造と光触媒活性の変化に関する研究）」主査：大谷文章・副査：（八木一三）/神谷裕一/高島舞
タ リ シ ニ ー ＝ ラ ジ ャ ・ モ ー ガ ン 「 Studies on inverse
opal-structured titania with gold nanoparticles as novel
design for photoabsorption-efficiency enhancement inphotocatalysis（光吸収効率増大のための新規デザインとしての金ナノ粒子含有逆オパール構造酸化チタン光触媒に関する研究）」主査：大谷文章・副査：（バスデバン
ピライ＝ビジュ）/（高野勇太）/（エヴァ＝コワルスカ）
陳光奕「Studies on interparticle charge-transfer excitation:
Novel band-structure analysis of semiconducting metal-oxide
photocatalysts based on energy-resolved distribution ofelectron traps（粒子間電荷移動励起に関する研究－電子トラップ密度のエネルギー分布にもとづく半導体金属
酸化物光触媒の新規バンド構造解析）」主査：大谷文章・
副査：神谷裕一/（加藤優）/高島舞
大学院総合化学院
Pengru CHEN「Carbon-catalyzed hydrolysis of cellulose tocello-oligosaccharides」主査：（村越敬）・副査：向井紳/長谷川淳也/中島清隆/福岡淳
大学院環境科学院（長尾昌紀）「TiH2を還元剤に用いたMagneli相チタン酸化物の合成とその触媒機能開拓」主査：神谷裕一・副査：（野呂真一郎）/（大友亮一）/中島清隆■修士
大学院総合化学院
鎌倉春花「Catalytic methylation of m-xylene, toluene, and●年報 2020・個人編

105

benzene using CO2 and H2 over TiO2-supported Re andzeolite catalysts（CO2/H2混合ガスによる芳香族化合物のメチル化に有効な固体触媒系の開発）」主査：清水研一・
副査：古川森也/中島清隆
Wu Xiaopeng「Non-oxidative Dehydrogenation of Ethane by
In-loaded Zeolite Catalysts（In導入ゼオライト触媒による非酸化的エタン脱水素反応）」主査：清水研一・副査：
古川森也/中島清隆
井 出 創 「 Synthesis of Pd-loaded CHA Zeolites via
NO-facilitated Atomic Dispersion of Bulk Pd（NOによるバル
クPdの高分散化現象を利用したPd導入CHAゼオライトの合成 ）」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
高尾基史「Search of Novel Catalysts Using an Extrapolative
Machine-Learning Model（外挿的探索を可能にする機械学
習モデルを用いた新規触媒探索）」主査：清水研一・副査：古川森也/長谷川淳也
山口太一「Development of Pt/MoOX/TiO2 Catalysts for the
Reverse Water-Gas Shift（逆水性ガスシフト反応に有効な
Pt/MoOX/TiO2 触媒の開発）」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
植 田 泰 平 「 Study on Local Structure and NO
Adsorption/Desorption Properties of Pd（CHAゼオライト内
Pdカチオンの局所構造とNO吸着/脱離特性に関する研究）」主査：清水研一・副査：古川森也/長谷川淳也
中 谷 勇 希 「 Development of Stable Catalysts for Alkane
Dehydrogenation Using Multimetallic Alloys（多元素合金を用いた高耐久アルカン脱水素触媒の開発）」主査：古川森也・副査：清水研一/中島清隆
Huang Mengwen「Studies on active Ga species in zeolites forselective transformation of methane and ethane（メタン・エ
タンの選択的変換に有効なゼオライト内Ga種に関する研究）」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
蔡正旭「Theoretical study of CO2 hydrogenation to CO overPt/MoOx/TiO2 catalysts（Pt/MoOx/TiO2触媒によるCO2水素化反応の理論研究）」主査：清水研一・副査：古川森也/
中島清隆
Yuting Wang「Studies on Chiral Polymeric Organic Framework
Bearing Benzene-1,3,5-triyl Group」主査：中野環・副査：（佐藤敏文）/（鈴木孝紀）/（宋志毅）
Yuehui Yuan「Studies on Polymers Composed of Accumulated
4,5-Diazafluorene and 1,10-Phenathorline Units」主査：中野環・副査：（澤村正也）/（伊藤肇）/（宋志毅）
保坂龍「単核ReOx/CeO2触媒による脱酸素脱水反応の理論的研究」主査：長谷川淳也・副査：武次徹也/清水研一/
福岡淳/（中山哲）（高原里奈）「金チオラートクラスター触媒における保護
配位子効果に関する理論研究」主査：武次徹也・副査：長谷川淳也/（佐藤信一郎）/（岩佐豪）（名畑壱志）「Re(I)錯体による低CO2濃度かつ低電位条件下での電気化学的CO2還元反応機構」主査：（前田理）
・副
査：（長谷川靖哉）/（原渕祐）/長谷川淳也（松本皓太）「炭素繊維合成における耐炎化工程の反応機構に関する理論的研究」主査：（前田理）・副査：（猪熊泰英）/（高橋啓介）/長谷川淳也（和田諒）「オルト-ニトロフェノールの励起状態分子内プロトン移動と解離ダイナミクスに関する理論的研究」主査：武次徹也・副査：長谷川淳也/（佐藤信一郎）/（小
林正人）

106

大学院工学院
岩﨑正弥「第一原理計算を用いたTiO2(110)-(1×2)における表面再構成の安定化機構の解明」主査：朝倉清髙・副査：髙草木達/（松浦妙子）/（大沼正人）
河本雅弥「光電子顕微鏡を用いた新たな観察手法ー水素表
面分布観察のためのトリチウム顕微鏡の開発」主査：朝倉清髙・副査：髙草木達/柴山環樹/（金子純一）
董凱悦「The structure investigation of Pt nanoclusters on flat
carbon support - a model catalyst for fuel cell electrode byoperando BCLA+BI-XAFS method」主査：朝倉清髙・副査：髙草木達/（富岡智）/（加美山隆）
鮑徳玲「オペランドXAFSによるメタン脱水素多量化反応触
媒In/ZSM-5中のInの動的構造研究」主査：朝倉清髙・副査：髙草木達/（佐々木浩一）/（山内有二）（櫻井洋亮）「中性子透過ブラッグディップイメージングによる粗大結晶粒の3次元解析法の開発」主査：（加美山隆）・副査：朝倉清髙/（大沼正人）/（佐藤博隆）（林雄也）「クロミック反応による酸化タングステンの表面ナノ構造変化の検討」主査：柴山環樹・副査：朝倉清髙/（富岡智）/（山内有二）
Bang LU「3D Structure Determination of Active Pt Species on
Al2O3 Single-Crystal Surface During CO Oxidation by
Operando PTRF-XAFS Technique」主査：朝倉清髙・副査：
髙草木達/（加美山隆）/柴山環樹
大学院環境科学院
張冬「Studies on modification of titanium(IV) oxide withcopper(I) oxide for enhancement of photocatalytic
performance（酸化銅(I)担持による酸化チタン(IV)の光
触媒活性向上に関する研究）」主査：（コワルスカ エバ）・副査：（八木一三）/（バスデバンピライ＝ビジュ）/（チェン＝シュウ）（姉帶一樹）「多層被覆電極による第一級アミンの脱水素化反応」主査：（加藤優）
・副査：（八木一三）/大谷文章/（梅澤大樹）（岡紗雪）「ホモシステイン修飾電極上でのエナンチオ選
択的酸化還元反応」主査：（八木一三）
・副査：大谷文章/（七分勇勝）（孔雁彬）「Effect of the composition and acid properties ofboron phosphate on its catalytic performance for dehydrationof 1,2-propanediol （1,2-プロパンジオールの脱水反応に対するリン酸ホウ素の触媒特性に組成および酸性質が与える効果）」主査：神谷裕一・副査：（バスデバンピラ
イ＝ビジュ）/（大友亮一）/（エヴァ＝コワルスカ）（蓮尾直洋）「超分子アプローチに基づくハロゲン化アルキルアンモニウムの結晶内分子運動の実現」主査：（中村貴義）・副査：大谷文章/（七分勇勝）
小池沙耶佳「粒径を制御した八面体形状アナタース酸化チタンによる光触媒活性の粒径依存性の解明」主査：大谷文章・副査：神谷裕一/（加藤優）/高島舞
朱学智「Studies on multielectron water-oxidation mechanismof tungsten(VI)-oxide photocatalysts based on lightintensity-dependence and action-spectrum analyses（光強度依存性および作用スペクトル解析にもとづく酸化タン
グステン上の多電子移動酸素生成反応機構に関する研究）」主査：大谷文章・副査：（中村貴義）/（廣川淳）/（ルイカン＝ファン）
大学院総合化学院
加藤寿也「ゼオライト担持ニッケル触媒によるメタンの酸

年報2020・個人編●

化的改質反応」主査：福岡淳・副査：長谷川淳也/向井紳/中島清隆竹歳昂一郎「担持Rh触媒を用いたO2共存下でのN2O分解」
主査：清水研一《理学研究院》極低温液化センター運営委員会 中島清隆
［2020/04/01～2022/03/31］《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［2020/04/01～2022/03/31］
・清水研一［2020/04/01～2022/03/31］《理学研究院》高分解能核磁気共鳴装置研究室運営委員会
中野環［2019/06/01～2022/05/31］《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［2019/08/16～2021/08/15］

林田英悟「合金材料を用いたプロパン脱水素触媒の開発」
主査：古川森也■公的機関等の委員

八鍬秀「担持金属触媒を用いたエチレンの低温酸化」主査：福岡淳・副査：長谷川淳也/向井紳/中島清隆

■学士
工学部

菅優伍「Thorough Search法によるα-鉄のEXAFS 構造解析」主査：朝倉清髙
不動高志「メタン転換反応触媒CoZrO2のEXAFS解析」主査：
朝倉清髙
理学部
千葉卓紘「担持白金クラスターを用いたメタン水蒸気改質
反応での水素移動過程に関する理論的研究」主査：長谷川淳也
長内有輝「ルテニウム担持触媒を用いたエチレン酸化」主
査：福岡淳

2020年度委員・講師など■関連部局等各種委員会《安全衛生本部》運営委員会 清水研一［2019/04/01～
2021/03/31］《化学反応創成研究拠点》「ICReDD Award」選考委員 長
谷川淳也［～2023/03/10］《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（ナノ・マイクロマテリアル分析研究室運営委員会） 髙草木達［2018/04/01～2021/03/31］《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（光電子分光分析研究室運営委員会） 髙草木達［2020/04/01～
2023/03/31］《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（高エネ
ルギー超強力X線回析室運営委員会） 三輪寛子
［2020/04/01～2022/03/31］《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（超高圧電子顕微鏡研究室運営委員会） 朝倉清髙［2020/04/01～2022/03/31］《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［2020/04/01～2021/03/31］《事務局》情報セキュリティ委員会 朝倉清髙［2019/04/01～2021/03/31］《事務局》情報基盤センター共同利用・共同研究委員会シ
ステム技術専門委員会 高敏［2019/04/01～
2021/03/31］《事務局》放射性同位元素等管理委員会委員 朝倉清髙
［2020/04/01～2022/03/31］《情報科学院》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［2019/04/01～2021/03/31］《図書館》委員会 飯田健二［2020/04/01～2022/03/31］《大学文書館》運営委員会 大谷文章［2019/04/01～
2021/03/31］《保健センター》運営委員会 古川森也［2019/04/01～
2021/03/31］●年報 2020・個人編(独）日本学術振興会 科学研究費委員会専門委員 中島清隆［2020/12/01～2021/11/30］
Royal Society of Chemisity（イギリス） 編集委員 朝倉清髙［2019/08/01～2022/07/31］（財）国際科学技術財団 日本国際賞審査部会委員 福岡淳［2021/03/23～2022/04/30］（社）高分子学会 高分子命名法専門委員会委員長 中野環［2020/01/07～2020/06］（社）高分子学会 理事および高分子命名法委員会委員長
中野環［2020/06/11～2022/06］（社）触媒学会 企画・教育委員会委員 中島清隆
［2019/05/10～2020/05/15］（社）触媒学会 企画・教育委員会委員長 朝倉清髙
［2020/05/15～2021/05/14］（社）触媒学会 広報委員会委員 高敏［2019/11/22～
2022/03/31］（社）触媒学会 国際交流委員会委員 朝倉清髙
［2019/05/10～2020/05/15］・福岡淳［2019/05/10～
2020/05/15］・福岡淳［2020/05/15～2021/05/14］（社）触媒学会 代議員 長谷川淳也［2020/03/01～
2021/02/28］・長谷川淳也［2021/03/01～2022/02/28］・
福岡淳［2020/03/01～2022/02/28］・清水研一［2020/03/01～2021/02/28］（社）触媒学会 表彰委員会表彰選考部会委員（非常勤） 長
谷川淳也［2020/08/01～2021/02/28］（社）触媒学会 副会長 朝倉清髙［2020/05/15～
2021/05/14］（社）触媒学会 北海道支部支部長 朝倉清髙［2019/05/10～2020/05/15］・朝倉清髙［2019/05/10～2020/05/15］・
清水研一［2020/05/15～2021/05/14］（社）触媒学会 理事 朝倉清髙［2019/05/10～
2020/05/15］・清水研一［2020/05/15～2021/05/14］（社）新化学技術推進協会 第10回新化学技術研究奨励賞審査委員 長谷川淳也［2020/11/01～2021/06/30］（社）新化学技術推進協会 第9回新化学技術研究奨励賞審査委員 長谷川淳也［～2020/06/30］（社）日本化学会 代議員 中野環［2020/10/31～
2021/10/29］（社）日本化学会 令和2年度速報誌編集委員 長谷川淳也［2020/01/01～2020/12/31］（社）日本化学会 令和3年度速報誌編集委員会委員 長谷川淳也［2021/01/01～2021/12/31］（社）理論化学会 幹事 長谷川淳也［2019/06/01～
2021/05/31］（大）京都大学 福井謙一記念研究センター外部有識者会議委員 長谷川淳也［2021/01/19］（大）総合研究大学院大学 博士論文審査委員 朝倉清髙
［2021/01/22］（特非）量子化学研究協会 理事 長谷川淳也［2018/06/01～2020/05/31］

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（独）日本学術振興会 科学研究費委員会専門委員 髙草木達［2020/12/01～2021/11/30］・清水研一［2019/12/01～2020/11/30］・大谷文章［2019/12/01～2020/11/30］・
浦口大輔［2020/12/01～2021/03/31］（独）日本学術振興会 科学研究費助成事業「基盤研究(S)」に係る審査意見書作成者 清水研一［2020/12/07～
2021/01/08］（独）日本学術振興会 科学研究費助成事業「特別推進研究」に係る審査意見書作成者 朝倉清髙［2020/12/07～
2021/01/08］（独）日本学術振興会 特別研究員等審査会専門委員 髙草木達［2019/07/01～2020/06/30］（独）日本学術振興会 特別研究員等審査会専門委員，卓越研究員候補者選考委員会書面審査員及び国際事業委員
会書面審査員・書面評価員 長谷川淳也［2020/07/01～
2021/06/30］
フロンティアーズメディアSA 特別編集長 大谷文章
［2020/06/01～2021/05/31］
レイズネクスト（株） 社外取締役（監査等委員） 西田
まゆみ［2020/06/24～2022/06/未定（株主総会開催まで）］科学技術振興機構 外部専門家，分科会委員 福岡淳［2019/05/01～2021/03/31］
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［～2021/03/31］
科学技術振興機構 領域アドバイザー 西田まゆみ［2020/04/01～2022/03/31］
国際触媒学会 Officer（役員） 福岡淳［2016/07/03～
2020/06/19］
新エネルギー・産業技術総合開発機構 NEDO技術委員 清
水研一［2019/04/12～2021/03/31］
日本放射光学会 会長 朝倉清髙［2019/10/01～
2021/09/30］
日本放射光学会 評議員 朝倉清髙［2019/10/01～
2021/09/30］
文部科学省科学技術・学術政策研究所 専門調査員 中島
清隆［2020/04/01～2021/03/31］
文部科学省研究振興局 科学研究費助成事業「学術変革領域研究」（A)に係る審査意見書の作成者 朝倉清髙
［2020/08/07～2020/09/30］
文部科学省研究振興局 科学研究費補助金の評価（審査）委員 長谷川淳也［2019/12/01～2020/11/30］
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［2019/05/13～
2024/03/31］■全学委員会等
ハラスメント予防推進員 飯田健二［2020/04/01～
2022/03/31］
教育研究評議会 長谷川淳也［2018/04/01～］
教務委員会 長谷川淳也［2018/04/01～］
産学連携本部知的財産委員会 中野環［2019/04/01～
2021/03/31］
人事委員会 長谷川淳也［2018/04/01～2021/03/31］
総長補佐 福岡淳［2017/04/01～2020/09/30］・福岡淳［2020/10/12～2022/03/31］
部局長等連絡会議 長谷川淳也［2018/04/01～］
放射性同位元素等管理委員会 朝倉清髙［2020/04/01～
2022/03/31］108■非常勤講師・研究員等
Kagashin Gloval Network Pvt Ltd アドバイザー 西田まゆみ［2020/04/01～2021/03/31］（株）ウェストコーナー 最高顧問 西田まゆみ［2020/04/01～2021/03/31］（国研）科学技術振興機構 創発的研究支援事業外部専門家
大谷文章［2020/08/03～2020/12/31］（財）名古屋産業科学研究所 非常勤所員 中野環［2017/04/01～2021/03/31］（社）北海道中小企業家同友会 産学官連携研究会HoPE10
月例会講師 福岡淳［2020/10/07］（大）NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY External assessor
朝倉清髙［2021/02/10～2021/02/23］（大）慶應義塾大学 特別講義講師 朝倉清髙［2020/10/17］（大）名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所
招へい教員 浦口大輔［2020/12/01～2021/03/31］（大）名古屋大学工学研究科 招へい教員 浦口大輔
［2020/11/01～2021/03/31］
ケミカルソフト（株） 技術顧問 西田まゆみ［2020/04/01～2021/03/31］
科学技術振興機構 さきがけ研究者 古川森也
［2019/10/01～2022/03/31］
埼玉大学 非常勤講師 小林広和［2020/11/27～
2021/03/25］
上海大学 講師（国際合同研究会でのオンライン講演） 長
谷川淳也［2020/10/26］
上海大学 理論指導者 高敏［2020/08/01～2020/11/30］
炭素材料学会 セミナー講師 福岡淳［2021/01/29］
中国人民大学 客員教授 西田まゆみ［2020/04/01～
2021/03/31］
文部科学省研究振興局 学術調査官 古川森也
［2019/08/01～2021/07/31］

外部資金など■科学研究費助成事業（補助金）
基盤研究（A）： 教授 清水研一「二酸化炭素・バイオマ
スの還元的化学資源化に資する金属/酸化物界面反応場設計」
・教授 大谷文章「金属酸化物粉末の「同定」と精密評価を可能にする電子トラップ密度解析法の開発」・
教授 朝倉清髙「超高感度全反射蛍光 XAFS の開発と燃料
電池白金触媒の合金効果機構の解明」
基盤研究（B）： 助教 小林広和「非極性基の相互作用を利用したセルロース・キチンの触媒的分解」
・准教授 髙
草木達「オペランド偏光全反射蛍光 XAFS 法の開発による触媒動作中の活性点三次元構造解析」・教授 中野環「円偏光による結合回転制御に基づくキラル高分子構造の構築」
・教授 浦口大輔「高反応性カチオン種の制御を志向した非配位性キラルアニオンの触媒化学」・准教
授 古川森也「多元機能活性サイトの構築に基づく革新的触媒系の開発とその学理の深化」・特任講師 前野禅「卑金属ヒドリドを基盤とする高機能アルカン脱水素
触媒の開発と学理の構築」
・教授 長谷川淳也「力学刺激
環境を取り扱う理論化学計算手法の開発と新しい反応
コンセプトの構築」
・助教 鳥屋尾隆「二酸化炭素を原料とする高難度分子変換に有効な不均一系触媒の開発」
特別研究員奨励費（外国人）： 教授 清水研一「実験と理論の協働によるメタン多量化反応の機構解明と触媒設

年報2020・個人編●

計」・教授 清水研一「二酸化炭素水素化による低温メタ
ノール合成に有効な高機能触媒系の開発」■科学研究費助成事業（基金）基盤研究（C）： 助教 三輪寛子「新規水素発生触媒の開拓と反応機構解明」・特任助教 S. M. A. Hakim SIDDIKI「Development of heterogeneous catalysts for oxidant-freeconversion of biomass to fine chemicals」
・助教 高敏「金属ナノ粒子の触媒活性見た目判別に向けた遷移状態の情
報化学的研究」・非常勤研究員 Abeda Sultana TOUCHY「Development of sustainable heterogeneous catalysts forstep-efficient synthesis of selective oncology drugintermediates」
国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（B））： 准教
授 中島清隆「材料科学および理論科学の融合による高性能なバイオマス変換用固体触媒の創生」
・助教 鳥屋尾隆「Operando ME 分光に立脚した固体触媒反応場の設計と創出」
若手研究： 助教 高島舞「無水固気相光触媒反応－革新
的二酸化炭素資源化プロセスの開拓」
・准教授 飯田健二「光と印加電圧の相乗効果によって発現する薄膜とナノ粒子間の電子移動の機構解明」■受託研究
JST 委託研究： 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」・教授 清水研一「触媒インフォマティクスの構築と触媒開発」
・教授 中野環「ハイパーブランチ型ポリウレ
タンを配位子とする高分子触媒の開発」
・准教授 古川森也「インターメタリック反応場でのプロトニクスを利用した高効率触媒系の開発」
・准教授 髙草木達「触媒開発と原子レベル構造解析による反応機構解明」
・准教授 中島清隆「液相反応分離プロセスによるフラン誘導体の高効率合成」
・准教授 飯田健二「アイセーフ波長用高効率
Si 受光センサの開発」
NEDO 委託研究： 教授 清水研一「“ビヨンド・ゼロ”社
会実現に向けた CO2 循環システムの研究開発」・助教 鳥屋尾隆「CO2 と H2 からの高付加価値化学品合成に関する先導的研究」■民間等との共同研究
教授 福岡淳（5 件）
・教授 大谷文章（3 件）・教授 清水研一（5 件）・教授 中野環（3 件）・准教授 古川森也（2件）・特任講師 前野禅（1 件）・助教 鳥屋尾隆（2 件）■助成事業■学術コンサルティング

KEK 大学等連携支援事業： 教授 朝倉清髙「物質・生命・環境科学および医学を支える加速器科学人材育成およびデータベース拠点形成」

教授 朝倉清髙（1 件）●年報 2020・個人編

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編集後記
editorial note and colophon
編集後記

書誌情報

「コロナ禍」とやらが１年以上続いている．
「年報2019」の編集後記で大谷先生も述べられているように，研究者・教育者として正直，「もうコロナ以前には戻れない」気分である．以下，私なりに感じている「戻れなさ」を述べる．
第一に，長時間を浪費していた出張が無くなり，研究に費やす時間は増えた．家では猛烈に論文を読む．以前は移動中の方が読みやすいと勘違いしていたが，家の方が効率的だ．ラボにおける密を避けるために，明け方に出勤し，誰もいない研究室で実験を思う存分行った．約10年ぶりに自分で企画した実験を自分で実施・解析し，次の実験計画をたてた．実験系研究において，「仮説を持った主体者が自分で実験をすること」の重要性を再認識した．当然のことではあるが，主体的な実験・研究は非常に楽しい．その成果を自分で論文にまとめて投稿の準備をすることは，少し忍耐を要する作業であるが，ゆっくりと一段一段，着実に階段を登る過程はやはり楽しい．コロナ以前は，研究に対する主体性の感覚を100%思い出せない状態で学生を指導していた．研究の面白さを伝えられていたであろうか？コロナが収まって，出張に対する制約が無くなった時，出張か？その会議はオンラインで参加して実験に時間を使うべきか？迷うであろう．
オンラインによる会議，学会，シンポジウムで共同研究の打ち合わせ，進捗報告，学術交流が概ね良好に達成できることがわかってしまった．触媒学会のような会場数が多い学会においても，別会場に瞬時に移動できるため，緒言からキッチリ発表を聞くことができた．通常のポスター会
場よりオンラインの方が多くの発表者と議論ができ，ポス
ターを囲む数名と発表者の間の学術的な会話もスムーズであった．国際シンポジウムの開催・参加に要する経費は以前に比べればタダ同然であるが，講演と質疑応答から得られる情報量はリアル開催に比べて劣ってはいない．即ち，成果発表・学術交流用の研究経費の使い方を大幅に考え直しても良いわけである．もちろん，現状のオンライン方式にも改善点は多い．コロナ収束後に，わたしたちはどのような学術societyを築いていくのであろうか．
さて，「年報2020」にはコロナにめげずに，研究を遂行した触媒科学研究所の成果がぎっしり詰まっている．ステイホームの際にでも通読頂ければ幸いである．最後に，本年報の作成に関わった第一常置委員の方々と編集の実務をご担当頂いた久保田亜美特定専門職員にお礼を申し上げる．

「年報2020」
北海道大学触媒科学研究所年報2020
ISSN：2432-7018
発行日： 2021年8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：清水研一（触媒科学研究所教授/2021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：
k-shomu@jimu.hokudai.ac.jp ） Institute for Catalysis,
Hokkaido University, Sapporo 001-0021, Japan
印刷：株式会社プリントパック（617-0003 京都府向日市
森本町野田 3-1/電話：0120-977-920）（2021年4月・清水研一）

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年報2020・編集後記/書誌情報●