年報 2019 ■ 北海道大学触媒科学研究所

年報2019北海道大学触媒科学研究所

Institute for Catalysis, Hokkaido University

Annual Report 2019

年報2019
北海道大学触媒科学研究所

Institute for Catalysis, Hokkaido University

Annual Report 2019

A/GInternational Symposium on Advanced Catalysis andMaterial Science -7th International Symposium of
Institute for Catalysis-（北海道大学創成科学研究棟/2019年7月30日）

B/D

情報発信型国際シンポジウム in ETH（ETH Zürich –Honggerberg Campus – Building HCI /2019年9月10～11日）

C

触媒化学のフロンティア（北海道大学創成科学研究棟/2019年7月26日）

E

物質創製化学のフロンティア（北海道大学創成科学
研究棟/2019年11月18日～19日）

F

北海道大学研究所・センター合同一般公開（北海道大学創成科学研究棟/2019年6月8日）

H

触媒科学研究所忘年会（北海道大学創成科学研究棟/2019年12月19日）

A

B

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H

巻頭言
preface「北海道大学触媒科学研究所年報2019」の刊行にあたって「年報2019」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．これらと共に先端的な触媒科学に関する研究を実施する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5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．
本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．バイオマス変換触媒，光触媒，環境触媒を含む有機分子変換触媒における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，高分子機能性材料，分子触媒，酸化物の不純物準位の測定，バイオマス変換，環境触媒において積
極的な共同研究が行われており，研究契約に現れています．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，中間評価の後，触媒研究コミュニティ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．本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．令和元年度においては，100件の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．
また，公募共同研究制度を質・量双方の観点で改善するために，附属触媒化学研究センター内に「北大触媒アライ
アンス・ユニット」を設置し，学内の触媒関連研究者を研
究協力教員として招へいし，公募共同研究の受入れ教員に就任して頂きました．これにより，現在の本研究所でカバーできなかった研究分野を補い，より広い触媒分野の拠点としての役割を担いたいと考えております．このユニッ
トは令和2年4月に発足しており，今後，コミュニティの利用に供したいと存じます．
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，本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せず，今年度の国際シンポジウムが中止となり，海外開催の情報発信型シンポジウムについては，来年度への延期が決定しました．これから正に進展を期待していた国際連携活動が足踏
みをしており，研究所として忍耐の時期が続いております．北大が企画するサマーインスティテュートにおいて，本研究所は6名の外国人研究者を招へいした講義「触媒原理と触媒デザイン」を開講する予定でしたが，オンデマン
ドでの開講に様式を変更しました．最前線で活躍する外国人と直接交流する機会を学生に与えることが出来ないことは誠に残念ですが，電子化された講義資料を，講義室の定員以上の数の学生に届けることが可能である長所を活かしたいと思います．災い転じて福となすと申しますが，この機に学んだ精神を研究所運営に活かす所存です．
令和2年度となった本年は，拠点事業の期末評価を迎えます．清水研一副所長，中野環附属触媒連携研究センター長をはじめ研究所構成員一丸となって全力を尽くす所存です．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2019」の刊行にあたって ........................................ 1

研究所編■概要と組織歴史 .......................................... 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/2019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 ................. 14
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 ..................................... 15
共同利用・共同研究拠点事業 ................... 15
平成28年度～32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― ............... 19
講演会・研究会など ........................... 20
創 成 研 究 機 構 一 般 公 開 キ ャ ン パ ス ツ ア ー 2019/
International Symposium on Advanced Catalysis andMaterial Science -7th International Symposium of
Institute for Catalysis- /第5回キャタリストインフォ
マティクスシンポジウム－知の融合が加速する触媒研究－/情報発信型シンポジウム in ETH ETH–ICAT
joint symposium on catalysis /触媒科学研究所コロキウム2■沿革と記録沿革 .......................................... 24
2019年度の記録 ................................ 28

研究室編■基礎研究系
触媒表面研究部門 .............................. 30
触媒理論研究部門 .............................. 33
物質変換研究部門 .............................. 38
触媒材料研究部門 .............................. 42
光触媒科学研究部門 ............................ 47
分子触媒研究部門 .............................. 54
高分子機能科学研究部門 ........................ 56■実用化推進系 ................................. 59■ターゲット研究部 ............................ 61
触媒研究基盤開発クラスター .................... 62
規整表面ナノ構造研究クラスター ................ 63
プラズモン光触媒反応研究クラスター ............ 66
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 ................... 77
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■研究支援技術部 .............................. 79■その他の業績 ................................. 81

個人編■個人データ
個人データ .................................... 83
教職員の特許 .................................. 96
教職員の受賞 ................................. 100
2019年度担当講義 ............................. 102
2019年度学位審査 ............................. 103
2019年度委員・講師など ....................... 104
2019年度外部資金など ......................... 106

編集後記■編集後記 ..................................... 107■書誌情報 ..................................... 107

年報 2019・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2019・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13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．

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．
所長
基礎研究系
触媒表面研究部門
触媒理論研究部門
表面分子科学研究分門
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〈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 ・〈 特 任 教 授 〉 Maria OLEA
［2019/08/05～2020/01/31］・外国人研究員1名・大学院生9名・学部学生1名・研究生1名
触媒理論研究部門 〈教授〉長谷川淳也・〈准教授〉飯田健二［2020/01/01～］・〈助教〉高敏・大学院生5名・学部学生1名
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2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2名・大学院生18
名・学部学生2名・研究生1名
光触媒科学研究部門 〈教授〉大谷文章・〈訪問外国人教授〉Xintong ZHANG［2019/04/16～2019/05/11］
・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈助教〉高島舞・外国人研究員2名・大学院生11名
分子触媒研究部門 〈教授〉高橋保・〈客員教授〉小笠原
正道・〈研究支援推進教授〉笠原二郎
高分子機能科学研究部門 〈教授〉中野環・〈准教授〉Zhiyi
SONG・外国人研究員3名・大学院生6名・学部学生1名■実用化推進系
研究開発部門 〈教授〉西田まゆみ・〈准教授〉安田友洋［～2019/09/30］
・〈学術研究員〉盛田澄子/畑中雅隆［～2019/09/30］
・研究員1名研究開発部門■ターゲット研究部

ターゲット研究部

触媒研究基板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/大谷文章/高橋保/福岡淳/中野環/西田まゆみ/清水研一

触媒研究基板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
研究支援技術部
北キャンパス合同事務部

4■所長

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・〈学内研究協力
教員/地球環境科学研究院教授〉八木一三・〈学内研究協力教員/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/慶應
義塾大学〉角山寛規・〈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/名古屋大学〉山田泰之
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・〈 学 外 研 究 協 力 教 員 / 芝 浦 工 業 大 学 〉 Izabela
RZEZNICKA〈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 ofTechnology （ ポ ー ラ ン ド ） 〉 Agata

年報 2019・研究所編●

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/湖北工業大学（中国）〉Zhishun WEI〈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〈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 /Gdansk University ofTechnology（ポーランド）〉Marcin JANCZAREK

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

酸塩基触媒研究クラスター＜展開型＞ 〈リーダー/准教授〉中島清隆・〈教授〉長谷川淳也・〈学内研究協力教員/地球環境科学研究院教授〉神谷裕一・〈学外研究協力教員/千葉大学〉一國伸之・〈学外研究協力教員/東京工業大学〉横井俊之・〈学外研究協力教員/東北大学〉加藤英樹・〈客員准教授/東京工業大学〉本倉健・〈学外研究協
力教員/アイントホーフェン工科大学(オランダ)〉Emiel
J.M. HENSEN〈学外研究協力教員/トリノ工科大学（イタリア）〉Barbara ONIDA

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

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/早稲田大学〉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〈客員教授/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〉ZhipingLI
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［2020/02/01～］
・〈准教授〉古川森也［2020/02/01～］・〈学外研究協力教員/筑波大学〉矢花一浩［2020/02/01～］・〈学外研究協力教員/京都大学〉
寺西利治［2020/02/01～］・〈学外研究協力教員/東京理科大学〉根岸雄一［2020/02/01～］
・〈学外研究協力教員/東京大学〉八井崇［2020/02/01～］・〈学外研究協力教員/アルバータ大学〉Andriy KOVALENKO［2020/02/01～］■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/
昭和電工セラミックス〉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/産業技術総合研究所〉佐藤一彦/富永健一・〈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〉
浅川真澄/田村具博・〈客員教授/物質・材料研究機構〉
田中譲・〈理学研究院准教授〉高橋啓介・〈理化学研究所〉
瀧川一学・〈客員教授/産業技術総合研究所〉畑中雅隆［2020/01/01～］
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・〈客員教授/Fritz Haber Institute of the Max
Planck Society 〉 Hans-Joachim FREUND/Matthias
SCHEFFLER・〈教授〉朝倉清髙・〈助教〉三輪寛子
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/高橋保/西田まゆみ●年報2019・研究所編■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■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〉
沼倉明紗美/石橋舞子/内藤輝章［～2019/09/30］/豊島理恵［2019/10/01～］/引地華恵・〈事務補佐員〉櫛引文/伊藤春奈
研究協力担当 〈係長〉近藤哲仁・〈主任〉小池直弘/鈴木頼子［2019/06/30～］/山本一博［2019/07/01～］・〈係員 〉 工 藤 高 志 ［ ～ 2019/09/30 ］・〈 主 任 〉 小 関 弘 悦［2019/10/01～］
・〈事務補佐員〉柳亮輔・〈事務補助員〉
赤塚正訓［2019/07/01～］
・〈研究支援推進員〉石田裕美
会計担当 〈係長〉佐藤毅/佐々木結・〈係員〉市原砂知/
但田亜澄［～2019/06/30］/越田京介［2019/07/01～］/
林由加里/平井正仁・〈事務補佐員〉本元舞/山本麻い子・〈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．

■教授会朝倉清髙［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～］高橋保［2015/10/01～2020/3/31］中野
環［2015/10/01～］西田まゆみ［2015/10/01～］

5

教授会
所長
副所長

■評価委員会
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

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〈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〉高橋保〈触媒科学研究所教授〉中野環〈触媒科学研究所教授〉西田まゆみ〈京都大学大学院工学研究科教授〉江口浩一［2018/04/01～2020/03/31］〈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～
2020/03/31］〈工学研究院教授〉大熊毅［2017/04/01～
2019/09/30］■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〉
福岡淳［2018/04/01～2020/03/31］〈触媒科学研究所教授〉
中野環［2018/04/01～2020/03/31］〈地球環境科学研究院
教授〉小西克明［2018/04/01～2020/03/31］〈理学研究院
教授〉武次徹也［2017/04/01～2021/03/31］〈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〉幅﨑浩樹［2017/04/01～2021/03/31］〈工学研究院教授〉柴山環樹［2017/10/01～2021/09/30］〈京都大学特任教授福井謙一記念研究センターリサーチリーダー 〉榊茂
好［2018/04/01～2020/03/31］〈京都大学大学院工学研究科教授〉江口浩一［2018/04/01～2020/03/31］〈京都大学大学院薬学研究科特任教授 〉丸岡啓二［2018/04/01～
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［2018/04/01～2020/03/31］〈東京大学特別教授/信州大学特別特任教授〉堂免一成［2018/04/01～2020/03/31］〈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 ［ 2018/04/01 ～2020/03/31］〈東北大学多元物質科学研究所所長〉村松淳
司［2017/10/01～2021/09/30］〈旭化成株式会社顧問〉永原肇［2018/04/01～2020/03/31］

第一常置委員会 〈教授〉朝倉清髙（委員長）〈教授〉大谷文章（副委員長）〈助教〉三輪寛子〈助教〉高敏〈助教〉小林広和〈准教授〉古川森也〈教授〉高橋保〈教授〉
中野環〈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■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［2018/04/01～
2020/03/31］〈触媒科学研究所教授〉清水研一［2018/04/01～ 2020/03/31 ］〈 触 媒 科 学 研 究 所 准 教 授 〉 中 島 清 隆［2018/04/01 ～2020/03/31 ］〈工学研 究院 教授 〉向 井紳［2018/04/01～2020/03/31］〈東京大学大学院理学系研究科
准教授〉岡林潤［2018/04/01～2020/03/31］〈九州大学大学院理学研究院教授〉徳永信［2018/04/01～2020/03/31］〈東北大学大学院工学研究科教授〉冨重圭一［2018/04/01～2020/03/31］■受託研究等受入れ審査委員会〈触媒科学研究所長〉長谷川淳也〈触媒科学研究所教授〉
西田まゆみ［2017/10/01～2019/09/30］〈理学研究院教授〉
武次徹也［2017/04/01～2019/03/31］〈工学研究院教授〉
幅﨑浩樹［2017/04/01～2019/03/31］〈地球環境科学研究院教授〉小西克明［2017/10/01～2019/09/30］

第二常置委員会 〈教授〉福岡淳（委員長）〈教授〉高橋保（副委員長）〈准教授〉髙草木達〈教授〉長谷川淳也〈助教〉鳥屋尾隆〈助教〉高島舞〈教授〉中野環〈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〉西田まゆみ（委員長）〈教授〉
清水研一（副委員長）〈教授〉朝倉清髙〈教授〉長谷川淳也〈教授〉福岡淳〈教授〉大谷文章〈教授〉高橋保〈教授〉中野環■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等を行うことを目的として訪れまたは招へいする外国人
研究者
大学院生・学部学生 基礎研究系の各研究部門において受け入れている．所属研究科等は以下のとおり．

6

年報2019・研究所編●

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：

分子触媒研究部門（高橋研究室）

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）《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

財務■外部資金を含む各年度の予算(15年分)《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●年報2019・研究所編

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
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

7

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
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］

8《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］《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

年報2019・研究所編●

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
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）：●年報2019・研究所編

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］《2005 年度》 （前年比：1.052/2003 年度比：1.278）
運営費交付金80,171 千円
科学研究費補助金
93,400 千円
間接経費（科学研究費補助金）
13,680 千円
産学連携経費71,701 千円
奨学寄付金
26,040 千円
その他研究助成
10,350 千円
間接経費（その他研究助成）
2,565 千円
合計
297,907 千円［科学研究費補助金総交付額（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）：2 件/基盤研究（C）：5 件/挑戦的萌芽研究：1 件/若手研究（B）：5 件/特別研究員
奨励費：3 件/合計 21 件・107,080 千円］

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

す．

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2019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
2
0
0
2
6

修士修了
6
0
0
0
10
1
17

学部卒業
8
0
0
0
1
0
9

■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．シラバスデータと各回の講義担当は以下のとおり．
開講日： 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00）
教室： 高等教育推進機構E308室
受講者数： 26
責任教員： 長谷川淳也
キーワード： 触媒，化学物質，環境とエネルギー，持続的な社会発展
授業の目標： 触媒とは，それ自身は変化せずに化学反応を促進する効果を持つ物質のことを指します．ある特定の物質を効率よく合成したり，有害な化学物質を無害化した
りするのに不可欠です．エネルギーを生む過程でも触媒は欠かせません．われわれの体の中でも，酵素といった触媒が働いています．このように，触媒は今や化学を支える
もっとも重要な概念のひとつであり，持続的な化学工業の発展のためには不可欠な化学物質です．触媒科学研究所では，触媒による化学反応のしくみを明らかにしたり，新しい触媒の開発をめざしていろいろな角度から研究を進めています．本講義では，触媒研究の最先端ではどのようなことが行われているのか，将来どのようなことが実現できると期待されているのかをやさしく解説します．
到達目標： 触媒化学の最先端のトピックスを学ぶことを通じて，触媒の役割を理解し，正しい物質観にもとづいた科学的な考え方を身につけ，資源とエネルギー，環境と化
学物質，社会のあり方などについて学ぶことを目標としま

10

授業計画： 触媒の基礎から環境触媒，燃料電池などの最新の応用研究まで，触媒科学研究所の教員が持ち回りで，最新のトピックを講義します．最終回は，北キャンパスにある触媒科学研究所の見学会を行います．
準備学習（予習・復習）等の内容と分量： 復習を兼ねて
課題レポートを出す場合があります．
成績評価の基準と方法： 出席状況と各担当教員から出される課題へのレポート等により評価します．
備考： 講義は統一して液晶プロジェクターを用い，講義
概要資料を毎回配付します．
授業アンケート評価（回答：13人/最高5）： 4.40
各回の講義： 第1回（2019/04/12）長谷川淳也「ガイダンス」
・第2回（2019/04/19）朝倉清髙「表面反応のナノマッ
ピング」
・第3回（2019/04/26）清水研一「金属ナノ粒子の触媒作用」
・第4回（2019/05/10）古川森也「金属触媒の設計と開発」
・第5回（2019/05/17）髙草木達「走査型トンネ
ル 顕 微 鏡 ： 原 子 ・ 分 子 の 直 接 観 察 と 制 御 」・ 第 6 回（2019/05/21）長谷川淳也「理論・計算化学による触媒反応研究」
・第7回（2019/05/24）福岡淳「野菜・果物の鮮度を保つ触媒の化学」
・第8回（2019/05/31）中島清隆「固体触媒によるバイオマス資源化」
・第9回（2009/06/14）大谷文 章 「 化 学 物 質 の 同 定 に つ い て 考 え る 」・ 第 10 回
（2019/06/21）中野環「高分子の立体構造と機能」・第11回（2019/06/28）Zhiyi SONG「クロスカップリング反応
中のパラジウム触媒」
・第12回（2019/07/05）安田友洋「イオ ン 液 体 と 触 媒 反 応 」・ 第 13 回 （ 2019/07/12 ） Ewa
KOWAKSKA「Science or Magic, Science and Art, Science inDaily Life.」
・第14回（2019/07/19）西田まゆみ「企業における研究開発」・第15回（2019/07/26）長谷川淳也「触媒科学研究所の見学」
2000年度以降の開講状況《2018年度》 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：中野環・受講者数：32・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.33［32人中32人回答］
・教室：高等教育推進機
構E308室《2017年度》 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：福岡淳・受講者数：26・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.43［26人中26人回答］
・教室：高等教育推進機
構E308室《2016年度》 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：清水研一・受講者数：38・授業アンケート評価結果〈最高5〉：3.90［38人中36人回答］
・教室：高等教育推進機構E308室《2015年度》 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：高橋保・受講者数：70・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.23［70人中58人回答］
・教室：高等教育推進機
構E308室《2014年度》 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：大谷文章・受講者数：35・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.42［35人中29人回答］
・教室：高等教育推進機構E308《2013年度》 第1学期金曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：大澤雅俊・受講者数：52・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.22［52人中49人回答］
・教室：高等教育推進機構E308《2012年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：朝倉清髙・受講者数：85・授業アンケート評価結

年報2019・研究所編●

果〈最高5〉：4.05［85人中65人回答］
・教室：高等教育推進機構E308《2011年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：上田渉・受講者数：85・教室：高等教育推進機構
E308《2010年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：福岡淳・受講者数：40・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.01［40人中40人回答］
・教室：高等教育機能開発総合センターN282《2009年度》 第2学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：佃達哉・受講者数：50・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.11［50人中50人回答］
・教室：高等教育機能開発総合センターE201《2008年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：大谷文章・受講者数：62・授業アンケート評価結果〈最高5〉：4.00［62人中62人回答］
・教室：高等教育機
能開発総合センターN302《2007年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：高橋保・受講者数：84・授業アンケート評価結果〈最高5〉：3.87［84人中84人回答］
・教室：高等教育機能開発総合センターN302《2006年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：大澤雅俊・受講者数：41・授業アンケート評価結果〈最高5〉：3.76［41人中41人回答］
・教室：高等教育機
能開発総合センターN-1《2005年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：松島龍夫・教室：高等教育機能開発総合センター
N-1《2004年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：朝倉清髙・受講者数：135・授業アンケート評価
結果〈最高5〉：3.69［135人中135人回答］
・教室：高等教
育機能開発総合センターN-2《2003年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：上田渉・受講者数：140・授業アンケート評価結果〈最高5〉：3.40［140人中119人回答］
・教室：高等教育
機能開発総合センターN-2《2002年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：辻康之・受講者数：160・授業アンケート評価結果〈最高5〉：3.53［160人中129人回答］
・教室：高等教育
機能開発総合センターN-1《2001年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：大谷文章・受講者数：160・授業アンケート評価
結果〈最高5〉：3.57［160人中146人回答］
・教室：高等教
育機能開発総合センターN-1《2000年度》 第1学期火曜日第5講時（16：30～18：00） 責
任教員：高橋保・教室：高等教育機能開発総合センターN-1■Catalysis Principle and Catalyst Design
主催：Hokkaido Summer Institute
開講日時：2019年7月16日（火）～7月25日（木）教室：創成科学研究棟4階セミナー室C
受講者数：海外4名，北大21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．本講義では，触媒科学研究所の●年報2019・研究所編

中島清隆准教授，宋志毅准教授，Abhijit Shrotri助教に加え，
Huaqiao UniversityからQiuling SONG氏を，またEindhoven
University of TechnologyからIvo FILOT氏を招聘し，均一系触媒の基礎と応用，とくに最近の研究トピックを織り交ぜながらの包括的な講義，理論計算に立脚した固体触媒反応のメカニズムや反応速度解析に関する講義，さらに再生可能資源としてバイオマスを活用したものづくりに関する講義を実施した．今回は，北大内の学生多数に加え，東南
アジアを中心とした4カ国から受講生の参加があった．
各回の講義：○Prof. Qiuling SONG (Huaqiao University):
Design and optimization of catalysts for the next generation
matter transformation (I) and (II), ○Dr. Zhiyi SONG (Institutefor
Catalysis,
Hokkaido
University):
Homogenous
catalysis-past, present, and future (I) and (II), ○Dr. Ivo FILOT(Eindhoven University of Technology): Hierarchical Multiscale
Modelling of the Fischer-Tropsch Reaction, Advances in
Microkinetic Modelling, ○ Dr. Kiyotaka NAKAJIMA(Institute for Catalysis, Hokkaido University): Background andrecent application of heterogeneous catalysis for commodity
chemical production from renewable resources, ○Dr. Abhijit
SHROTRI (Institute for Catalysis, Hokkaido University):
Heterogeneous catalysis in conversion of lignocellulosic
biomass to platform chemicals.

■2019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：2019年7月13日（土）08:45-17:40
会場：北海道大学創成科学研究棟5階大会議室
参加者：53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，7月13日に創成科学研究棟5階大会議室にて開催された．
触媒学会北海道支部長の朝倉清髙教授（北大触媒研）の開塾挨拶により開会され，福岡淳先生（北大触媒研）により触媒化学の基礎，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)，神谷裕一先生（北大院地球環境）により固体触媒反応の反応速度論，清水研一先生（北大触媒研）
により触媒上での分子の活性化，大谷文章先生（北大触媒研）により光触媒反応・総論について講じられた．
短時間に濃密な内容の講義がなされ，熱心に聞き入る受講者の様子が見受けられた．講義の後は懇親会も開催され，触媒研究に取り組み始めた研究者間の交流が促された．また，各講義において出題されたクイズの結果は講師により採点され，成績優秀者として北海道大学の学生3名が表彰された．
8:45-09:00

登録・開塾式

9:00-10:00

触媒化学の基礎科学研究所

福岡淳/北海道大学触媒

10:05-11:05 触媒材料と触媒調製法
業大学
11:10-12:10 触媒の構造解析(I)坂上敏寛/北見工

向井紳/北海道大学大11

学院工学研究科
13:00-14:00 触媒の構造解析(II)大学

神田康晴/室蘭工業

14:05-15:05 固体触媒反応の反応速度論
海道大学大学院環境科学院

神谷裕一/北15:15-16:15 触媒上での分子の活性化 清水研一/北海道大学触媒科学研究所
16:20-17:20 光触媒反応および総論 大谷文章/北海道大学触媒科学研究所■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（アメ リ カ ） / ゲ ル フ 大 学 （ カ ナ ダ ）［ 2007/02/17 ～12

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要，教員への連絡先については，Web上の別表Iを参照願い

年報2019・研究所編●

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
2019年度の受入（11件/51人）

松嶋茂憲（国立北九州工業高等専門学校・教授）「in situ
分 光 法 と DFT 計 算 を 用 い た 触 媒 反 応 機 構 解 析 」
2019/08/26～2019/09/06〈清水研一〉
Pichnaree SAKUNA（マヒドン大学学部4年生）「光触媒反
応実験の体験」2020/01/26～2020/03/31〈大谷文章〉
長澤秀治（北海道滝川高等学校）「光触媒反応実験の体験」
2020/02/26〈大谷文章〉［教師2名/生徒38名］
武藤正雄（北海道科学大学外部研究員）「触媒の基礎原理について」2020/03/13〈朝倉清髙〉

大槻晶（ロレーヌ大学）「XAFSに関する一連の実験操作,
解析」2019/07/22～2019/07/31〈朝倉清髙〉■学生交流委員会

Christophe COLBEAU-JUSTIN（Directeur de l’ED Sciences
ChimiquesLaboratoire de Chimie PhysiqueUniversite
Paris-Sud-UniversiteParis-Saclay）「光触媒水処理のための
新 規 材 料 の 特 性 評 価 に つ い て 学 ぶ 」 2019/04/18 ～2019/06/26〈Ewa KOWALSKA〉［学部学生2名］

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．2019年度の活動は以下のとおり．

川崎晶（ケミカルソフト株式会社）「有機化合物のNMR測定」
2019/04/01～2020/03/31〈西田まゆみ〉
新井則義（北海道大学工学研究院応用化学部門有機工業化
学分野・准教授）「有機化合物の性質予測や有機化学反応の実験結果に対する理論的裏付け等にGuassianプロ
グラムを活用する具体的方法についてご指導いただく．
」2019/04/26〈長谷川淳也〉
内堀陽介（和電工（株）リサーチャー）「EXAFS解析手法の習得」2019/06/01～2020/03/31〈朝倉清髙〉
Bhairi LAKSHMINARAYANA （ Indian Institute forTechnologyHyderabad ）「 XAFS に よ る 触 媒 解 析 研 修 」
2019/06/03～2019/08/24〈朝倉清髙〉
石原一彰（名古屋大学大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻・教授）「量子化学計算ソフトウェアの活用法に関する研修」2019/06/28～2020/03/31〈長谷川淳也〉●年報2019・研究所編

ソフトボール大会/ジンギスカンパーティ
2019年9月6日（金）JRA球場（北22条西15丁目）/創成科学
研究棟の裏玄関近く）
触媒科学研究所第25回大学院生の交流発表会/歓送会
COVID-19流行のため中止

13

図書/学術情報/学会等運営支援

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．

■図書（1）第35回ライラックセミナー・第25回若手研究者交流会（主催： 電気化学会北海道支部 共催： ECS（TheElectrochemical Society）日本支部［若手研究者交流会］）
・2019年6月15日（土）～2019年6月16日（日）・おたる自然の村おこばち山荘（小樽市天狗山１丁目国有林野4152林班）
・
https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/lilac（2）第38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）
・2019年6月21日（金）・トヨタ産業技術記念館（451-0051 名古屋市西区則武新町
4-1-35）・https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/light（3）第54回有機反応若手の会（主催： 第54回有機反応若手の会）・2019年6月30日（日）～2019年7月2日（火）・マリンロッジ海風館 （599-0301 大阪府泉南郡岬町淡輪6190）
・https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/yukiwakate（4）日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会（主催：
日本化学会北海道支部 共催： 日本分析化学会・高分子学会・触媒学会・日本エネルギー学会・石油学会・
有機合成化学協会 各北海道支部・日本セラミックス協会東北・北海道支部）
・2019年7月20日（土）・苫小牧工業高等専門学校（苫小牧市字錦岡443番地）
・
https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/kakiken（5）第59回オーロラセミナー（主催： 触媒学会北海道支部 共催： 日本化学会北海道支部/石油学会ジュニ
ア・ソサイアティ（JPIJS）/化学工学会反応工学部会
触媒反応工学分科会/北海道大学触媒科学研究所）
・
2019年7月21日（日）～2019年7月22日（月）・くりやま
温泉ホテルパラダイスヒルズ（北海道夕張郡栗山町湯地91番地）
・https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/aurora（6）第38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）
・2019年11月21日（木）～2019
年11月22日（金）・宮崎大学創立330記念交流会館（宮崎市学園木花台西1-1）
・
https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/sspc（7）第25回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム（第14回反応装置・プロセスシンポジウム）（主催： 化学
工学会粒子・流体プロセス部会流動層分科会 共催：
化学工学会反応工学部会触媒反応工学分科会・大阪大学大学院工学研究科）
・2019年11月28日（木）～2019年
11月29日（金）・大阪大学豊中キャンパス 大阪大学会
館 （大阪府豊中市待兼山町1-13）
・
https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/fb（8）化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会（共催： 触媒学会・日本分析化学会・日本化学会・電気化学会・腐食防食学会・表面技術協会・石油学会 各北海道支部）
・2020年1月28日（火）～2020年1月29日（水）・北海道大学学術交流会館（札幌市北区北8条西5丁目）
・
https://pcat.cat.hokudai.ac.jp/toukiken）

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（2019年度）： 212千円
蔵書数と所蔵雑誌（触媒科学研究所分）： 蔵書（和書）4,773冊/和雑誌80種類・蔵書（洋書）16,766冊/洋雑誌377
種類・合計：蔵書21,539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2019（2020年10月刊
行/A4判/109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・1120件・担当：清水研一）
https://www.cat.hokudai.ac.jp/catdb/index.php《2019年度：追加/更新92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・231件・担当：清水研一）
https://www.cat.hokudai.ac.jp/catdb/index.php《2019年度：追加/更新13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《2019年度：第507号から第520号まで14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《2019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

14

年報2019・研究所編●

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

■2018年度までに締結されて2019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《自動更新済》）
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《自動更新済》）
ドイツ・マックス・プランク協会フリッツ・ハーバー研究
所 部局間友好学術交流協定（締結：2005/12/26・期限：
2020/12/26《自動更新》）
アメリカ・デラウェア大学触媒科学技術センター 部局間
友好学術交流協定（締結：2007/07/09・期限：2012/07/08《更新予定》）
中国・厦門大学固体表面物理化学国家重点実験室 部局間
友好学術交流協定（締結：2007/10/09・期限：2022/10/09《自動更新》）
中国・中国科学院大連化学物理研究所触媒基礎国家重点実
験室 部局間友好学術交流協定（締結：2007/10/10・期
限：2012/10/09《更新予定》）
中国・清華大学 大学間学術交流に関する協定〈責任部局〉（締結：2008/06/30・期限：2023/06/30《自動更新》）
アメリカ・アイオワ州立大学理工技術研究所 部局間友好
学術交流協定（締結：2009/03/10・期限：2014/03/09《更新予定》）イギリス・カーディフ大学カーディフ触媒研究所 部局間
友好学術交流協定（締結：2010/01/26・期限：2015/01/25《更新予定》）
ポーランド・ポーランド科学アカデミー触媒・表面化学研
究所 部局間友好学術交流協定（締結：2010/03/15・期
限：2025/03/15《自動更新済》）
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《自動更新済》）
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《自動更新済》）
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：2020/11/25《自動更新》）
フランス・リル第1大学－リール中央学院触媒・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》）●年報2019・研究所編

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《自動更新済》）
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：2021/03/24《自動更新》）
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》）
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》）
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》）
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ことを使命として公募型の共同研究，共同利用を行っている．2017年度には届出型の共同研究，共同利用を新設
した．

■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15

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．
1 公募事項
本研究所共同利用・共同研究は，本学外の研究者が研究代表者となり，本研究所の教員を研究分担者として本研究所において共同実施するもので，研究課題があらかじめ設
定されている「戦略型」，申請者自らが研究課題を設定する「提案型」の2種類の公募区分（１－１参照）がありま
す．それぞれの共同利用・共同研究の受入単位（１－２参照）は，研究部門ないしは研究クラスターとなります．
1-1 公募区分（1）戦略型：
研究者コミュニティの意見を踏まえ，本センターが年度ごとに設定した共同利用・共同研究課題に基づき，研究計画の公募を行います．（別紙様式１Wordファイル Excelファ
イル PDFファイル）居室，研究環境の提供をはじめ，所要の物品購入や複数回の旅費等の支出が可能です．複数の研究機関（海外を含む）からの研究者の参画が可能です．年
度当初から研究を開始し，年度を通して研究を実施します．
（今年度の研究課題については，別表Ⅰ参照）（2）提案型：
自由な発想に基づいた触媒科学分野に関連した研究課題
及び研究計画の公募を行います．萌芽的な提案，触媒化学の枠を超えた提案などこれまでにない発想のものを歓迎します．（別紙様式2 Wordファイル Excelファイル PDF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）
1-2 受入単位
共同利用・共同研究の受入単位は，各部門および，ターゲッ
ト研究部のクラスターとなり，関係受入教員が研究分担者となります．なお，申請に当たっては，受入希望教員と課題の設定及び研究計画について事前相談が必要です．各研
究部門・研究クラスターの研究概要，教員への連絡先については，別表Ⅱを参照願います．
1-3 研究期間
戦略型については，4月1日から当該年度最終日まで，提案
型については，採択（年3回の公募）から当該年度最終日までの期間とします．なお，戦略型・提案型とも継続申請が可能ですが，採否は年度ごとに審査によって決定しま
す．また，戦略型研究を継続して実施できる年数は2年を限度とします．
1-4 研究経費
共同利用・共同研究の経費は，予算の範囲内（下記参照）
において本研究所が負担します．購入可能な物品は，申請
課題の遂行上直接的に必要なものに限ります．旅費は，本研究所へのものに限ることとし，申請書に記載のある研究

16

代表者，分担者及び研究協力者についてのみ支給できます．
（1）戦略型 年度ごとに設定した課題に基づき公募し，年度を通し研究を実施・期間は4月1日から翌年3月31日・3～5件・100万円以内 （2）提案型 共同利用・共同研究の希望の発生に機敏に対応するため，年3回の公募を行う．
（第一期）4月1日～（第二期）8月1日～（第三期）12月1日～ 終期はいずれも当該年度最終日・15件程度・15万円
以内
2 申請資格申請をする研究代表者は，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．
3 申請方法申請書（別紙様式１ Wordファイル Excelファイル PDF
ファイル(戦略型)，別紙様式2 Wordファイル Excelファイ
ル PDFファイル(提案型)）に必要事項を記入し，上記締切日までに提出願います．なお，研究機関等に所属している方については，所属長の内諾を得たうえで申請してください（名誉教授等で，現在研究機関等に所属していない方を除く）．原則として，電子メール申請での受付となっております．申請書をPDF形式とし，メールの件名を【○○年度共同利用・共同研究応募】と明記し提出願います．戦略型と同一の研究課題で提案型に重複申請することができます．その場合は，申請書（別紙様式1 Wordファイル Excel
ファイル PDFファイル）の該当欄に○印を付記のうえ申請
願います．
4 申請書提出期限「1 公募事項」の表に記載の期限を厳守してください．
5 選考
採否，採択額については，本研究所共同利用・共同研究拠
点課題等審査専門委員会の議を経て，本研究所長が決定します．
6 採否の通知
直接申請者へお知らせします．なお，採択後，速やかに「共同利用・共同研究承諾書」（別紙様式3 Wordファイル PDFファイル）を提出していただきます．
7 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．
8 共同利用・共同研究報告の提出，論文発表など（1）共同利用・共同研究報告書
共同研究実施期間終了後30日以内に，「共同利用・共同研
究報告書」（別紙様式4 Wordファイル PDFファイル），およびA4版2頁（戦略型）又は1頁（提案型）で学会発表形式のレポートを提出願います．レポートは本研究所ウェブサイ
トに掲載し，公開させていただく予定です．
（2）学会発表・論文発表
本共同利用・共同研究によって得た成果を学会や論文等で公表する場合は，本研究所の共同利用・共同研究で得られ年報2019・研究所編●た成果である旨を謝辞として次のように要旨集や論文等に明記してください．発表後は，要旨集や論文のコピー等を速やかに本研究所の受入教員及び下記提出先に提出願います．
（和文）北海道大学触媒科学研究所共同利用・共同研究に基づき実施された．
（英文）This study was supported by the Cooperative Research
Program of Institute for Catalysis, Hokkaido University.
(Grant #.........)
また，北海道大学触媒科学研究所共同研究フェローの称号を付与されたものは所属に「ICAT Fellow, Institute for
Catalysis, Hokkaido University.」と明記ください．
（3）知的財産権の取り扱いについて
本共同利用・共同研究によって生じた知的財産権の取扱いについては，別途協議するものとします．
9 宿泊施設
宿泊施設の紹介を希望の方については，事前に受入教員にご連絡願います．
10 提出先・お問い合わせ先北海道大学北キャンパス合同事務部 研究協力担当
001-0021 札幌市北区北21条西10丁目
TEL 011-706-9202，9264 FAX 011-706-9110・お問い合わ
せ 先 e-mail:k-kenkyo@jimu.hokudai.ac.jp ・ 提 出 先
e-mail:kyoten@cat.hokudai.ac.jp・URL:http://www.cat.
hokudai.ac.jp
11 2019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．
広島大学工学研究科・助教 津野地直「新規ゼオライトナ
ノシートNS-FERの形成メカニズムの推定」（触媒材料研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
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）［2019/04/01～
2020/03/31］
岡山大学大学院自然科学研究科・教授 依馬正「無溶媒条件における二酸化炭素の有用物質への変換」
（触媒理論
研究部門）
［2019/04/01～2020/03/31］
Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology(VISTEC)・教授 小川誠「構造/形態を精密設計した半導体微粒子を利用した光触媒機能-構造/形態相関の解明」（光触媒科学研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
DepartmentofChemicalEngineering,
MonashUniversity・Senior Lecturer Akshat Tanksale「One-step
catalytic conversion of CO2 into acetic acid in solvent phasereaction 」（ 物 質 変 換 研 究 部 門 ）［ 2019/04/01 ～2020/03/31］
東北大学大学院工学研究科・助教 田村正純「酸化セリウ
ムと2-シアノピリジンから成る触媒系を用いたアルカ
ンのC-H活性化メカニズムの解明」（触媒理論研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
Chulalongkorn University, Department of Chemistry,
Faculty of Science Duangamol Tungasmita「Chitosan
depolymerization by porous solid catalysts for food additiveand pharmaceutical product 」（ 物 質 変 換 研 究 部 門 ）［2019/04/01～2020/03/31］
大阪府立大学工学研究科・助教 岡田健司「触媒活性点を付与した金属有機構造体(MOF)による触媒膜の開発」●年報2019・研究所編（触媒材料研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
徳島大学大学院社会産業理工学研究部・教授 小笠原正道「軸不斉アレン・ポリマーの立体制御とエナンチオ規則 性 決 定 法 の 開 発 」（ 高 分 子 機 能 科 学 研 究 部 門 ）［2019/04/01～2020/03/31］
筑波大学数理物質系物質工学域・准教授 近藤剛弘「ホウ化水素シートの触媒特性に関する包括的な調査」（触媒
材料研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
九州大学大学院工学研究院・教授 笹木圭子「廃水処理のための光触媒としての金属酸化物およびg-C3N4の合成」（光触媒科学研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
神戸大学理学研究科・教授 大西洋「金属ドーピングによるタンタル酸ナトリウム光触媒の量子収率向上メカニ
ズムの解明」（光触媒科学研究部門）［2019/04/01～
2020/03/31］
東京工業大学物質理工学院・准教授 本倉健「メソ細孔内への触媒機能集積による高効率ファインケミカルズ合成」（物質変換研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
東京工業大学理学院・助教 高山大鑑「卑金属を含む金属
間化合物触媒上での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 ）［ 2019/04/01 ～2020/03/31］
徳島大学大学院社会産業理工学研究部・助教 霜田直宏「アルミニウムドロス担持金属触媒の微細構造分析」（触媒
材料研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
神奈川大学工学部・特別助教 石川理史「Moペンタゴン{Mo6O21}6-を基本構造ユニットとした高次な構造を有す
るMo酸化物の合成と触媒反応への応用」（触媒材料研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
University of Malaya Nanotechnology & Catalysis
Research Centre (NANOCAT)・Postdoctoral Research
Fellow
Omid
Akbarzadeh「 Synthesis
andCharacterization of Co-Mn Bimetallic Catalyst on Graphene
Support for Fischer-Tropsch Reaction」（触媒理論研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
量子科学技術研究開発機構・主幹研究員 山本洋揮「金属酸化物ナノ粒子材料の創出および逆二重励起光音響分
光 法 に よ る 触 媒 能 評 価 」（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ）［2019/04/01～2020/03/31］
東京理科大学工学部・准教授 永田衞男「逆二重励起光音
響分光法による酸化物複合光触媒の新たな評価方法の
検 討 」（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ）［ 2019/04/01 ～2020/03/31］
芝浦工業大学工学部・教授 永直文「金属‐高分子構造体
モノリスの合成と触媒反応への応用」（高分子機能科学
研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
成蹊大学理工学部・助教 大島一真「CO2水素化によるDME
一段合成のための固体触媒開発」（触媒材料研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
東北大学多元物質科学研究所・准教授 加藤英樹「グルコース転化のための固体酸触媒開発」（物質変換研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
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「欠陥導入型金属酸化物中のトラップ密度評価と 酸 素 還 元 活 性 へ の 影 響 」（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ）［2019/04/01～2020/03/31］
首都大学東京大学院都市環境科学研究科・教授 高木慎介
「分子触媒増感反応ホスト材料としての酸化チタンナ

17ノ粒子の合成と触媒活性評価」（光触媒科学研究部門）［2019/04/01～2020/03/31］
首都大学東京金の化学研究センター・特任助教 猪股雄介
「150°C以下の低温域でNH3-SCR活性を示す酸化バナジ
ウム触媒の開発」（触媒材料研究部門）［2019/04/01～
2020/03/31］
室蘭工業大学大学院工学研究科・准教授 神田康晴「担持リン化レニウム触媒の調製とその活性評価」
（触媒材料
研究部門）
［2019/04/01～2020/03/31］
室蘭工業大学大学院工学研究科・准教授 高瀬舞「有毒ガス分解からのエネルギー変換を目指す環境調和型光触媒 の 開 発 」（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ）［ 2019/04/01 ～2020/03/31］
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）［2019/08/01～2020/03/31］
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 ）［ 2019/08/01 ～2020/03/31］
中央大学理工学部・教授 片山建二「逆二重励起光音響分光法を用いたインバースオパール型酸化チタンの欠陥
準 位 評 価 」（ 光 触 媒 科 学 研 究 部 門 ）［ 2019/08/01 ～2020/03/31］

18

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酸化的減炭反応による有用化学品合成」（物質変換研究部門）［2019/08/01～2020/03/31］
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）［2019/08/01～2020/03/31］
Graduate school at Shenzhen, Tsinghua University ・Associate Professor Wei Lv「Theoretical and experimental
investigation on the catalysis in lithium-sulfur batteries」（触媒理論研究部門）［2019/08/01～2020/03/31］
大阪大学大学院基礎工学研究科・助教 半澤弘昌「水熱合成による酸化ジルコニウムの電子トラップ準位の研究」（光触媒科学研究部門）［2019/08/01～2020/03/31］
Ecole Nationale Superieure de Geologie, Universite deLorraine・准教授 大槻晶「XAFSおよびNMRによるベント
ナイト-ニッケル酸化物混合懸濁液の分析」（触媒表面研究部門）［2019/08/01～2020/03/31］
Hanoi University of Science and Technology, Departmentof Organic and Petrochemical Technology・Associate
Professor Le Minh Thang 「 Application of theoretical
calculation to investigate mechanism of the complete
oxidation of aromatic hydrocarbons using oxide catalysts」（触媒理論研究部門）［2019/12/01～2020/03/31］

年報2019・研究所編●

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．

■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（8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．
3回の4大学合同のシンポジウムを開催し計389名（若手会35名，国内シンポジウム114名，国際シンポジウム240名）の出席者を得た．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．
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の学会賞を受賞した（国際会議ACL‘ 19 学 生 賞 ， THE 10th CSE-ALP INTERNATIONAL
SUMMER SCHOOL最優秀口頭発表賞，第8回JACI/GSCシ
ンポジウムでGSCポスター賞，平成30年度CUPAL優秀活動
賞，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，統合物質フェロー1名が東京理科大学助教として昇進した．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．

■2019年度の開催記録
第3回若手の会（九州大学・2019年7月12日～13日)
第5回統合物質機構国内シンポジウム「物質創製化学のフロンティア」（北海道大学・2019年11月18日～19日）
第3回統合物質機構国際シンポジウム"Reaction Imaging
Meets Materials Science"（名古屋大学・2020年1月31日～
2月1日）

統合物質創製化学研究推進機構第 3 回若手の会集合写真

統合物質創製化学研究推進機構第 3 回国際シンポジ
ウム集合写真

●年報2019・研究所編

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
集合写真

19

講演会・研究会など■創成研究機構一般公開キャンパスツアー2019
多彩な研究の世界を体験しよう！

14:00-14:30 サイエンス・トーク「見えないものを観る：触媒反応シミュレーションの世界」長谷川淳也先生

主催：北海道大学創成研究機構
日時：2019年6月8日（土）会場：北海道大学創成科学研究棟
概略：毎年，北海道大学の学園祭である「北大祭」の開催時期に合わせて，創成研究機構では一般公開を開催している．創成研究機構に所属する触媒科学研究所は，このイベントに合わせて研究所の一般公開を実施しており，「見学＆体験ツアー」に2件の出展，「サイエンス・トーク」に一件の講演を実施した．
展示＆体験コーナーでは，「高分子を研究しよう―水をたくさん吸い込む「吸水性ポリマー」―」と題して，中野教授，研究室スタッフおよび学生の協力で，吸水性ポリマーについての実験を提供した．ブースには参加者が絶えず，子供から大人までポリマーが示す意外な性質に驚きを示していた．
サイエンス・トークでは，「見えないものを観る：触媒
反応シミュレーションの世界」と題して長谷川教授が講演した．小学生からシニアに至るまで幅広い年代からの参加があった．化学反応の時間・空間スケールについて実感を促し，計算機シミュレーションから観察できる物質像について動画を交えて解説した．
また，研究支援技術部による「君もテクニシャン―理化
学研究を支えるガラス細工―」という体験型のイベントも開催された．この出展は例年人気が高く，参加申し込みがすぐに満員になる．本年も例年通りの高い人気出展となった．3回に分けて8人ずつをガラス工作室に入室させ，技術職員の指導のもとで，マドラーの製作を試みた．職員の親切な指導により，子供たちはオリジナルなマドラーを製作することに成功し，大事に持ち帰った．
創成科学研究棟のエントランスホールは終始賑やかであり，子供の歓声が響いていたことが印象的であった．日頃耳にすることがない講演，目にすることがない装置，体験できない実験などの経験を楽しむ市民が益々増えることを期待している．
公開内容：
10:00-17:00 見学＆体験ツアー（随時）
触媒科学研究所，君もテクニシャン ―理化学研究を支えるガラス細工
10:00-17:00 展示＆体験コーナー
高分子を研究しよう―水をたくさん吸い込む「吸水性ポリマー」

実験教室「高分子を研究しよう―水をたくさん吸い込む『吸水性ポリマー』」 高分子機能科学研究部

20■ International Symposium on Advanced
Catalysis and Material Science -7th International
Symposium of Institute for Catalysis主催：北海道大学触媒科学研究所
日時：2019年7月30日（火）会場：北海道大学創成科学研究棟5階大会議室
概略：本会議は，北大触媒研究所で毎年恒例のイベントとして触媒，材料など異分野を融合した新しい研究分野の最新の展開に注目し，卓越した知識と創造的な研究結果をもつ高いレベルの研究者の最新の研究発表を通して，研究者の情報交流を図ることを目的とした．今回は，触媒及び材
料分野におけるトップランナーの先生方（基調講演5件，招待講演5件）10名（海外7名，国内1名，本研究所2名）を招聘して，最新の触媒研究動向について講演していただいた．
講演会の様子：2019年7月30日北大創成科学研究棟5階大会
議室で開催され,盛会のうちに終えることができた.講師の先生方より触媒，材料など異分野を融合した新しい研究
結果をご紹介いただき，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．まずは午前の部では,東京都立大学の野村琴広先生より有機高機能材料の精密合成に有効な高性能分子触媒の設計・創製に関する講演をいただいた．その後，中国華橋大学の宋秋玲先生がケイ素を含む有機材料の新規合成方法の開発に関する成果を発表され，3番 目 の 講 演 で は イ タ リ ア カ タ ン ザ ロ 大 学 の Adriana
Pietropaolo 先 生 よ り キ ラ ル高分 子 材 料 の 構 造 と キラ リ
ティに関する理論研究を解説していただいた.午後の部では,当研究所とタイのVISTECとの積極的な学術交流の一環としての固体触媒の調製と応用に関する課題が紹介され，その課題解決に向けた議論が活発に行われた．VISTECからは3件の講演をいただき,当研究所の長谷川淳也所長と大谷文章教授が関連する2件の講演を行った．最後に,台湾国立中央大学のFa-Kuen Shieh教授と,オランダ アイ
ントホーフェン大学のIvo Filot教授による不均一触媒の設計と応用に関する講演をいただいて会議を終了した.
所感：世界のトップクラスの研究者および若い研究者を北大触媒科学研究所に招き,触媒化学，有機化学から計算化
学,エネルギー材料までの異分野を融合した研究に絞った会議としたことにより，従来の学会・講演会に比べ深く掘り下げた議論をする場を提供できた．本会議の特徴は多彩な分野と国際性であり研究者が議論を通じて学問的な刺激受け，また，懇親会等様々な場での若手研究者同士の交流を深める良い機会となった.加えて，興味深い最新研究

年報2019・研究所編●

の成果についての討論から自分自身の研究の今後の展開の上での様々なヒントをいただくことができた．

■第5回キャタリストインフォマティクスシンポ
ジウム－知の融合が加速する触媒研究－

講演者・演題：09:25-09:30 Opening Remark by Prof. Jun-ya Hasegawa
Session Chair: Dr. Zhiyi Song
09:30-10:10 Keynote Lecture 1 (Prof. Kotohiro Nomura,Tokyo Metropolitan University, Japan)"Olefin Metathesis: Efficient Methods for Precise Synthesis
of New Advanced Conjugated Polymers by Exclusive
End-ModificationSession"
Chair: Prof. Tamaki Nakano
10:30-11:10 Keynote Lecture 2 (Prof. Qiuling Song, Huaqiao
University, China)"Synthesis, Reactivities and Synthetic Applications ofOrganoboron Compounds"
11:10-11:50 Keynote Lecture 3 (Prof. Adriana Pietropaolo,
University of Catanzaro, Italy)"Tuning the properties of chiral photoswitches jumping
through their free-energy pathways"
Session Chair: Prof. Shinya Furukawa
13:10-13:30 Invited Lecture 1 (Prof. Jun-ya Hasegawa,
ICAT, Japan)"A DFT Mechanistic Study of Dehydrogenative Methane
Coupling by Liquid Metal Indium"
13:30-13:50 Invited Lecture 2 (Prof. Makoto Ogawa,
VISTEC, Thai)"Characterization of titania nanoparticles in a mesoporous
silica (SBA-15) "13:50-14:10 Invited Lecture 3 (Dr. Sareeya Bureekaew,
VISTEC, Thai)"Mn-based Metal–Organic Framework with Strong Water
Binding Ability and Its Potential for Dehydration of
Ethanol/Water Mixture"
Session Chair: Prof. Ken-ichi Shimizu
14:30-14:50 Invited Lecture 4 (Dr. Chularat Wattanakit,
VISTEC, Thai)"Potential of sustainable hierarchical zeolites in catalytic
upgrading of biomass-derived compounds"
14:50-15:10 Invited Lecture 5 (Prof. Bunsho Ohtani, ICAT,
Japan)"Fundamental Studies on Heterogeneous Photocatalysis to
Go beyond Band-structure Model"
15:10-16:40 Poster Presentation (In front of the Conferenceroom)
Session Chair: Prof. Kiyotaka Nakajima
16:40-17:10 Keynote Lecture 4 (Prof. Fa-Kuen Shieh,
National Central University (NCU), Taiwan)"Insights into MOF Chemical Biology"
17:10-17:40 Keynote Lecture 5 (Dr. Ivo Filot, Eindhoven
University of Technology, the Netherlands)"Hierarchical Multiscale Catalytic Modelling: From theactive site to the reactor"
17:40-17:50 closing remarks
18:30-20:00 Banquet, Restaurant Popura, 1F of Sousei Hall

主催：物質・材料研究機構，理化学研究所，北海道大学，
産業技術総合研究所●年報2019・研究所編

協賛：日本化学会,触媒学会,有機合成化学協会
日時：2019年11月12日（火）会場：イイノカンファレンスセンター Room A
概略・論点と成果：ものづくりの基盤を支える「触媒研究」
は我が国の強みである．「触媒インフォマティクスシンポジウム」は，2015年に, 北海道大学(触媒科学研究所)，国立研究開発法人理化学研究所(環境資源科学研究セン
ター・計算科学研究機構)および国立研究開発法人産業技術総合研究所(触媒化学融合研究センター・人工知能研究センター)の3機関が連携して, 「触媒科学と情報科学の融合を目指した触媒インフォマティクスプロジェクト」を立上げて以来毎年開催されている．2018年には物質・材料研究機構も正式に参加し，連携の輪を広げた．今年は，理化学研究所が主催となり，150名を超える参加者のもとに第5回目のシンポジウム「知の融合が加速する触媒研究」を開催した．2件の招待講演と5件の連携機関の講演が行われ，触媒科学研究所からは，鳥屋尾隆助教が「機械学習を用いた固体触媒研究」と題する講演を行った．次回は触媒科学研究所が主催となり，触媒科学研究所で第6回「触媒イン
フォマティクス」シンポジウムを開催する．
講演者・演題：13:00-13:10 開会挨拶 小寺秀俊（理化学研究所）
13:10-13:55 招待講演 中嶋隆人（理化学研究所計算科学
研究センター）「シミュレーションとインフォマティクスの融合による新規材料設計－富岳に向けて－」
13:55-15:10 招待講演 奥野恭史（京都大学大学院医科学
研究科/理化学研究所）「創薬化学からみるAIの現状と可能性」
15:10-15:35 講演 永田賢二（物質・材料研究機構統合型
材料開発・情報基盤部門）「アンサンブル学習を利用したスパーモデリング」
15:35-16:00 講演 石原司（産業技術総合研究所バイオメ
ディカル研究部門)「高機能分子の自動探索～自動設計と自動合成の融合による高機能分子発見の自動化へ～」
16:00-16:20 講演 山口滋（理化学研究所環境資源科学研究センター)「有機合成におけるデータ駆動型分子触媒設計の現状」
16:20-16:40 講演 伊藤研悟（理化学研究所環境資源科学
研究センター)「AIと演繹的NMRによる分子複雑系のマルチスケール構
造・物性解析」
16:40-17:00 講演 鳥屋尾隆（北海道大学触媒科学研究所)「機械学習を用いた個体触媒研究」
17:05 閉会挨拶 長谷川淳也（北海道大学触媒科学研究所）

21

■情報発信型国際シンポジウム in ETH
ETH–ICAT joint symposium on catalysis
主催：北海道大学触媒科学研究所，Department of Chemistry
and Applied Biosciences, ETH Zurich
日時：2019年9月10日（火）～11日（水）会場：Hönggerberg Campus (Building HCI, Room J7), Zurich ,Switzerland
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．不均一系触媒分野におけるシリーズの第四回目は，若手の情報発信を主目的として，スイス連邦工科大学チュー
リッヒ校（Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 通
称ETH）のHönggerbergキャンパスにて，9月10日～11日の日程で開催した．
はじめに，ETHを代表してCopéret教授から挨拶があっ
た．ICATを代表して清水教授がICATの概要とこれまでの情報発信型シンポジウムのとりくみを紹介した．その後，メタン転換，CO2転換，触媒インフォマティクス，新規触媒
材料，均一系触媒，電極触媒，オペランド分光等，幅広い分野から20件の招待講演が発表された．ポスターセッショ
ンは10日夕方に開催され，学生を含む参加者から38件の発表があった．10日午後はETHのラボツアーを行い，講演終了後の11日午後にはETHやヨーロッパの研究者と日本の研究者が共同研究に向けて打ち合わせを行った．なお，本シンポジウムにはICATから10名の教員，学生が参加し講演ま
たはポスター発表を行った．参加者総数は60名（うち日本からの参加者は16名）であった．
口頭発表・ポスター発表ともに活発な議論がなされ，学生を含む幅広い世代の学術交流が達成された．日本とイギリスの人材交流に関しても充分な成果が得られた．ETHはレントゲン，アインシュタイン等の超一流科学者を輩出した世界有数の工科大学であり，さまざまな大学ランキングの上位に入っている．最後に，ETHのChristophe Copéret教
授には，本シンポジウム開催に関して大変お世話になった．この場を借りて感謝申し上げる．
講演者・演題：Day 1 (September 10, 2019)08:50-09:00 Welcome address Christophe Copéret (ETH
Zurich) and Kenichi Shimizu (Hokkaido University, ICAT)
09:00-09:25 Jeroen van Bokhoven (ETH Zurich, Paul
Scherrer Institut)"Methane to methanol over Cu/zeolites; is there a path fromscientific curiosity to industrial application?"
09:25-09:50 Toshiyuki
Yokoi(TokyoInstituteofTechnology)"Development of Zeolite Catalysts for Selective Productionof Light Olefins"
09:50-10:15 Bill Morandi (ETH Zurich)"Design and applications of new single bond metathesis
reactions"
10:35-11:00 Shinya Furukawa (Hokkaido University, ICAT)"Novel Concept for Catalyst Design based on Alloy
Materials"
11:00-11:25 Christoph Muller (ETH Zurich)"Structure-performance studies on materials for CO2
valorisation"
11:25-11:50 Yasushi Sekine (Waseda Univ)"Catalytic reaction at low temperature by surface protonics"

22

11:50-12:15 Gina Noh (ETH Zurich)"CO2 Hydrogenation to CH3OH on Cu Nanoparticles:
Molecular Understanding of Promotional Effects Using
Surface Organometallic Chemistry "13:00-13:25 Peter Chen (ETH Zurich)"De novo design of catalytic cycles: The case of
cyclopropanation."
13:25-13:50 Christopher P. Gordon (ETH Zurich)"Active Site Structures in Titanium-Silicalite 1: An NMR
Point of View"
Jordan Meyet (ETH Zurich)"Proximal Monomeric Cu(II) Sites on Alumina Convert
Selectively CH4 to CH3OH "13:50-14:15 Atsushi Urakawa (Delft Univ)"CO2 hydrogenation to methyl formate as a potential
chemical energy carrier"
14:15-14:40 Miho Yamauchi (Kyusyu Univ)"Inorganic Nanocatalysts for Efficient Electrocatalytic
Hydrogenation"
14:40-15:05 Davide Ferri (Paul Scherrer Institut)"Catalysis and spectroscopy under unsteady-state conditions"
15:20-15:45 Takahiro Kondo (Univ of Tsukuba)"New two-dimensional material: Borophane, synthesis,characterization, and application "15:45-16:10 Clemence Corminboeuf (EPFL)"Blending Old Concepts with Modern Computational Tools
to Discover Homogeneous Catalysts"
16:10-17:30 ETH Labo tour
17:30-18:30 Poster flash presentation
18:30-21:00 Poster session

Day 2 (September 11, 2019)09:10-09:35 Toshiaki Taniike (JAIST)"High-throughput experimentation and application of
catalyst informatics on oxidative coupling of methane"
09:35-10:00 Erick Carreira (ETH Zurich)"Recent Advances in Iridium Catalysis"
10:20-10:45 Victor Mougel (ETH Zurich)"Bio-inspired Strategies for Overall CO2 Reduction"
10:45-11:10 Satoshi Ishikawa (Kanagwa Univ)"Selective oxidation of alkane and unsaturated aldehyde overcrystalline Mo3VOx catalyst"
11:10-11:35 Raffaella Buonsanti (EPFL)"Colloidal chemistry for controlled and tunable CO2
reduction catalysts"
11:35-12:00 Takashi Toyao (Hokkaido University, ICAT)"Selective hydrogenation of carboxylic acid derivatives andCO2 over supported metal catalysts"
12:00-12:05 Closing remarks Kenichi Shimizu (Hokkaido
University, ICAT) and Christophe Copéret (ETH Zurich)
13:30-17:00 Discussion

年報2019・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．2019年度は第423回から第433
回まで合計6回開催した（開催申請の時期のずれや講演者の都合などによる延期等のため，回数の順序と日時の順序は異なっている場合がある．またCOVID-19流行等の理由により中止または延期となった講演がある．）．写真は，2019
年度の最初のコロキウムである第423回のポスター．《》内は担当教員．
第423回コロキウム 2019/05/23 Wei Fan（University of
Massachusetts Amherst・Associate Professor）「Developmentof P containing zeolite catalysts for production of aromatics
from biomass」創成科学研究棟4階セミナー室BC《福岡淳》
第424回コロキウム 2019/10/11 横澤勉（神奈川大学工学部・教授）「分子内触媒移動を利用した鈴木・宮浦重
縮 合(Suzuki-Miyaura Polycondensation Using
Intramolecular Catalyst Transfer)」創成科学研究棟4階セミナー室A《中野環》（台風により延期）
第426回コロキウム 2019/11/28 田村正純（東北大学大学院工学研究科応用化学専攻・助教）「固体触媒を用いた糖類からの有用化学品合成」創成科学研究棟4階セミナー室BC《長谷川淳也》
第 427 回 コ ロ キ ウ ム 2019/11/26 Dr. M. Rosa Axet
（French National Centre for Scientific Research, France・
Associate Researcher ）「 Rational design of metal
nanoparticles: assemblies, ligand effects and application in
catalysis」創成科学研究棟3階セミナー室D《清水研一》
第428回コロキウム 2019/12/11 Prof. Takashi Kumagai（Fritz-Haber Institute of the Max Plank Society(Berlin)・
Research Group Leader ） 「 Nanoscale Surface
Chemistry-Physical Chemistry with Single Molecules andNear-Field Chemistry in Plasmonic Junctions」創成科学研
究棟4階セミナー室BC《朝倉清髙》
第 429 回 コ ロ キ ウ ム 2019/12/17 Prof. Maria Olea
（ Institute for Catalysis, Hokkaido University; Teeside
University in UK・professor）「Catalysts scale-up from gramto kilogram; catalytic reactors and microreactors (reactors
scale-down)」Frontier Research in Applied Science Building
Seminar 1.《朝倉清髙》●年報2019・研究所編

第430回コロキウム 2020/03/02 横澤勉（神奈川大学工学部・教授）「分子内触媒移動を利用した鈴木・宮浦重
縮 合(Suzuki-Miyaura Polycondensation Using
Intramolecular Catalyst Transfer)」創成科学研究棟3階セミナー室D《中野環》（COVID-19流行のため中止）
第431回コロキウム 2020/03/04 飯田健二（触媒科学研
究所触媒理論研究部門・准教授）「The treatment of VOCs
by combination of adsorption and complete oxidation usingoxide catalysts on」創成科学研究棟4階セミナー室A《長谷川淳也》（COVID-19流行のため中止）
第432回コロキウム 2020/03/09 (1)Dr. Duangamol N.
Tungasmita(2)Dr. Rath Pichyangkura （ Department ofChemistry,
Chulalongkorn
University
・(1)Lecturer(2)Assistant Professor ）「 (1)Selective Porous
Catalysts for Upcycling Waste from Petroleum and Pulping
Industrials(2)Enzymatic transformation of sucrose for the
production of polysaccharides and oligosaccharides of
glucose and fructose for food and functional foodapplications」創成科学研究棟 5階大会議室《福岡淳》（COVID-19流行のため中止）
第433回コロキウム 2020/03/04 飯田健二（触媒科学研
究所触媒理論研究部門・准教授）「ナノ界面系の光や電圧に対する応答機構の理論的研究」創成科学研究棟4階
セミナー室A《長谷川淳也》

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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
2018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2019・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2019・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2019・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2019・研究所編

2012/01/26(2)《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジウム・研究討論会
2012/02/04《催事》 第7回情報発信型国際シンポジウムを開催〈カナダ・ヨーク大学〉
2012/03/09《学生交流委員会》 触媒化学研究センター第17回大学院生の交流発表会/歓送会〈創成科学研究棟大会
議室/サイエンスプラザ〉
2012/04/01《センター長》 第15代センター長に福岡淳（触媒化学研究センター教授）就任
2012/04/01《組織》 触媒基礎研究部に触媒理論化学研究
部門設置
2012/04/01《人事》 集合機能化学研究部門に中野環教授（北海道大学大学院工学研究院教授）着任
2012/04/01《人事》 触媒反応化学研究部門に高瀬舞助教（北海道大学大学院理学院化学専攻博士後期課程）着任
2012/05/12《催事》 2012年北の国触媒塾（主催：触媒学会/共催：触媒化学研究センター）
2012/06/01(2)《催事》 第3回統合物質創製化学推進事業
シンポジウム（九州大学）
2012/06/28《催事》 青少年サイエンスミーティング
2012/07/23(2)《催事》 統合物質創製化学推進事業第3回
若手研究会（琵琶湖リゾートクラブ）
2012/08/29《学生交流委員会》 ソフトボール大会/ジンギ
スカンパーティ〈北野球場 (北22条西15丁目）/創成科学
研究棟の裏玄関近く〉
2012/09/18《催事》 FHIシンポジウム
2012/10/01《人事》 触媒理論化学研究部門に長谷川淳也
教授（京都大学福井謙一記念研究センター准教授）着任
2012/11/01《人事》 触媒反応化学研究部門にエバ＝コワ
ルスカ准教授（ドイツウルム大学博士研究員）着任
2012/12/06《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム（担当：小笠原准教授）
2012/12/10(2)《催事》 第2回統合物質国際シンポジウム（名古屋大学）2013/01/01《人事》 集合機能化学研究部門に小山靖人准教授（東京工業大学大学院理工学研究科助教）着任
2013/01/23《催事》 触媒化学研究センター研究討論会
2013/01/24《催事》 外部点検評価委員会
2013/02/01《催事》 ポーランド・グダンスク大学と部局間協定を締結2013/02/05《催事》 触媒化学研究センター国際シンポジ
ウム（担当：叶准教授）
2013/03/04《催事》 情報発信型国際シンポジウムinケル
ン
2013/03/07《催事》 情報発信型国際シンポジウムinスト
ラスブール
2013/03/13《催事》 触媒化学研究センター第18回大学院生の交流発表会/歓送会〈創成科学研究棟大会議室/サイエンスプラザ〉
2013/04/01《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〉
2016/06/30《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
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328

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2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．
2019/04/18《教授会》 第51回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/04/25《運営委員会》 第21回運営委員会（持ち回り）
2019/05/16《教授会》 第52回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/05/23《コロキウム》 （Wei Fan）
〈創成科学研究棟4階セミナー室BC〉
2019/06/20《教授会》 第53回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/06/21《教授会》 第54回教授会（持ち回り）
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〉
2019/07/18《教授会》 第55回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/07/25《運営委員会》 第22回運営委員会〈創成科学研究棟3階セミナー室D〉
2019/07/30《催事》 7th International Symposium of Institutefor Catalysis〈創成科学研究棟5階大会議室〉
2019/08/20《教授会》 第56回教授会（持ち回り）〈触媒科学研究所長室〉
2019/09/10(20190912)《催事》ETH-ICAT Jpomt symposium
on catalysis〈チューリッヒ工科大学〉
2019/09/26《教授会》 第57回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/09/27《運営委員会》 第23回運営委員会（持ち回り）
2019/10/04《運営委員会》 第24回運営委員会（持ち回り）

年報2019・研究所編●2019/10/11《コロキウム》 （横澤勉）〈創成科学研究棟4階セミナー室A〉
2019/10/23《教授会》 第58回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/11/06《運営委員会》 第25回運営委員会（持ち回り）
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〉
2019/11/21《教授会》 第59回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2019/11/28《コロキウム》 （田村正純）〈創成科学研究棟
4階セミナー室BC〉
2019/11/26《コロキウム》 （M. Rosa Axet）〈創成科学研究棟3階セミナー室D〉
2019/12/05《運営委員会》 第26回運営委員会（持ち回り）
2019/12/11《コロキウム》 （Takashi Kumagai）〈創成科学
研究棟4階セミナー室BC〉
2019/12/17《コロキウム》（Maria Olea）〈Frontier Research
in Applied Science Building Seminar 1.〉●年報2019・研究所編

2019/12/19《教授会》 第60回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2020/01/20《運営委員会》 第27回運営委員会〈創成科学研究棟4階セミナー室BC〉
2020/01/20《教授会》 第61回教授会〈触媒科学研究所長室〉
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〉
2020/02/20《教授会》 第62回教授会〈触媒科学研究所長室〉
2020/03/02《コロキウム》 （横澤勉）〈創成科学研究棟3階セミナー室D〉
2020/03/04《コロキウム》 （飯田健二）〈創成科学研究棟
4階セミナー室A〉
2020/03/04《コロキウム》 （飯田健二）〈創成科学研究棟
4階セミナー室A〉
2020/03/09《コロキウム》 （Rath Pichyangkura）〈創成科
学研究棟5階大会議室〉
2020/03/19《教授会》 第63回教授会〈触媒科学研究所長室〉

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．

■2019年度の構成員〈教授〉朝倉清髙・〈准教授〉髙草木達・〈助教〉三輪寛子・<特任教授> Maria OLEA［2019/08/05～2020/01/31］〈 博 士 研 究 員 〉 Can LIU/Kashabonita UPENDER ［ ～2020/03/31 ］ /Bapurao Gangaram BHARATE ［ ～2019/09/13］・〈非常勤研究員〉Bing HU［～2020/03/31］・〈客員研究員〉Juan D. JIMENEZ［～2019/06/05］・〈工学院/大学院博士課程〉城戸大貴/Md.Harun Al RASID・〈工学院/大学院修士課程〉陶山なぎさ/ Bang LU /Deling
BAO/Kaiyue DONG/河本雅弥/岩﨑正弥・〈工学部/学部
学生〉鈴木悠太/江本大知/望月建佑・〈訪問学生〉Wenhan
CHEN［2019/10/09～］・〈研究生〉Haoran XU〈研究支援推進員〉山本貞明・〈事務補助員〉Chorong KIM［～
2020/3/31］〈事務補助員〉濱上優子■2019年度のうごき
2019年4月，鈴木悠太,江本大知,望月建佑,Haoran Xuが卒 研 生 ・ 研 究 生 と し て 加 わ っ た ． 2019 年 6 月 Bhairi
LAKSHMINARAYANA(Indian Institute of Technology
Hyderabad)がインターン学生（2019年9月まで）として加わり，大槻晶博士(2019年9月まで)が共同研究員として，Maria OLEA教授(2020年2月まで)が客員教授として，8月に来日した．Wenhan CHEN (Xiamen University)がインタ
ー ン 学 生 と し て 10 月 9 日 に 加 わ っ た 。 一 方 ， Juan D.
JIMENEZ君（South Calorina University）が6月に，Bapurao
BHARATEが9月に,2020年3月にKashabonia UPENDARが離任した．また，望月建佑が東工大に進まれ，陶山なぎさ
が修士を卒業し，Kokusai Electricに就職した.2019年10月
ALC21でMd Harun Al RASHID君が学生賞を受賞した．2月から始まったCOVID-19の蔓延に伴い，任期満了になった
Bing Hu博士が帰国できなくなった．

■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

30

Fig.1 The MARX-RAMAN spectrumEr(cp)3:
Excitationenergy is just above the Er. L1 edge) and the loss energy justcorresponding to C K-edge
K-edge.
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出き，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．
2019年度のトピック： SPring8 BL36XUでMARX-RAMANの可能性を調べる実験を行い，Fig.1に示すようなMARX-RAMAN
をとらえることができた．また，理論的にMARX-RAMANを解析し，1/r2にその強度は比例することおよび中心対称性があると観測できないことを明らかにした．
《論文6，講演5》
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，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．
2019年度のトピック:

Ni2P単結晶を水電気分解におけ

年報2019研究室編●

るHERの触媒とし，それぞれの結晶面における反応特性を調べ，Ni2P(101b0) 面の活性が高いことをみいだした．
3．多様な量子ビームを用いた触媒解析手法の確立
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.
2019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，非対称構造の安定化要因を求めた．
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．
2019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．
《論文7》．
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た．
2019年度のトピック： 工学部の渡辺精一教授とZnOナノ
ロッドの電界放出特性の研究が出版された．またトリチウ
ムから放出されるベータ線を利用したトリチウム顕微鏡の開発に取り組んでいる．

■学内外の研究者との共同研究（2019年度）
ユトレヒト大学上村洋平博士「超高速XAFS法による光触媒の観察」/東京大学大学院工学系研究科大山茂生教授「EXAFSを用いたバイオマスの脱酸素反応用触媒の局所構造解析」「新規燐化物触媒の開発」/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」/日本原子力研究開発機構伊藤孝博士「µSR法を用いたrutile型TiO2の欠陥構造の光化学特性の解明」/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●年報2019・研究室編

XAFS解析」/Dipartimento DICEAM, Università Mediterranea
di Reggio Calabria1 ・ Assistant Professor Francesco
MAURIELLO「Exploring the Catalytic Properties of Supported
Palladium Catalysts in the Transfer Hydrogenolysis of
Glycerol」/厦門大学袁友珠教授「Efficient Ru-Fe Catalyzed
Selective Hydrogenolysis of Carboxylic Acids to Alcoholic
Chemicals」/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」/北海道大学工学研究院渡辺精一教授「ZnOナノロッ
ド の PEEM に よ る 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」/Teeside Uniersity Prof. Maria OLEA, 「多孔質材料中のAuの構造研究」■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Wakisaka, Y.; Kido, D.; Uehara, H.; Yua, Q.; Feiten, F. E.;
Mukai, S.; Takakusagi, S.; Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Wada,
T.; Uo, M.; Sekizawa, O.; Uruga, T.; Iwasawa, Y.; Asakura,
K. Development of Surface Fluorescence X-ray Absorption
Fine Structure using a Laue-type Monochromator and its
Application to Sub-Monolayer-Coverage Surface in Solution.
The Chemical Record 2019, 19, 1157-1165.
(2) Takakusagi, S.; Iwasawa, Y.; Asakura, K. Premodified
Surface Method to Obtain Ultra-highly Dispersed Metals andtheir 3D Structure Control on an Oxide Single-crystal Surface.
The Chemical Record 2019,19.1244-1245(3) Maiti, S.; Das, D.; Pal, K.; Llorca, J.; Soler, L.; Colussi, S.;
Trovarelli, A.; Priolkar, K. R.; Sarode, P. R.; Asakura, K.;
Seikh, M. M.; Gayen, A. Methanol steam reforming behaviorof sol-gel synthesized nanodimensional CuxFe1-xAl2O4
hercynites. Appl. Catal., A 2019, 570, 73-83.
(4) Takeyasu, K.; Fujitani, T.; Nakamura, J. Argument on
Cu-Zn Active Site for Methanol Synthesis. Accounts ofMaterials & Surface Research 2019, 4 (1), 9-17.
(5) Inami, Y.; Ogihara, H.; Nagamatsu, S.; Asakura, K.;
Yamanaka, I. Synergy of Ru and Ir in theElectrohydrogenation of Toluene to Methylcyclohexane on a
Ketjenblack-Supported Ru-Ir Alloy Cathode. ACS Catal.
2019, 9, 2448-2457.
(6) Fujikawa, T.; Asakura, K.; Kogo, J.; Niki, K.; Rehr, J. J.
Theory of Multi-atom Resonant Raman Scattering. J Electron
Spectrosc. Relat. Phenom 2019, 233, 57-63.
(7) Takahashi, S.; Todoroki, N.; Myochi, R.; Nagao, T.;
Taguchi, N.; Ioroi, T.; Feiten, F. E.; Wakisaka, Y.; Asakura,K.; Sekizawa, O.; Sakata, T.; Higashi, K.; Uruga, T.;
Iwasawa, Y.; Wadayama, T. Effective surface termination
with Au on PtCo@Pt core-shell nanoparticle: Microstructuralinvestigations and oxygen reduction reaction properties. J.
Electroanal. Chem. 2019, 842, 1-7.
(8) Lyu, H.; Hisatomi, T.; Goto, Y.; Yoshida, M.; Higashi, T.;
Katayama, M.; Takata, T.; Minegishi, T.; Nishiyama, H.;
Yamada, T.; Sakata, Y.; Asakura, K.; Domen, K. An

31

Al-doped SrTiO3 photocatalyst maintaining sunlight-driven
overall water splitting activity for over 1000 h of constantillumination. Chem. Sci. 2019, 10, 3196-3201.
(9) Kashaboina, U.; Nishikawa, Y.; Wakisaka, Y.; Sirisit, N.;
Nagamatsu, S.; Bao, D.; Ariga-Miwa, H.; Takakusagi, S.;
Inami, Y.; Kuriyama, F.; Dipu, A. L.; Ogihara, H.; Iguchi, S.;
Yamanaka, I.; Wada, T.; Asakura, K. Metamorphosis-like
Transformation During Activation of In/SiO2 Catalyst for
Non-Oxidative Coupling of Methane: In Situ X-ray
Absorption Fine Structure Analysis. Chem. Lett. 2019, 9,1145-1147.
(10) Barrow, E.; Seuser, G. S.; Ariga-Miwa, H.; Chen, D. A.;
Lauterbach, J.; Asakura, K. A new interpretation of the √7×√7 R19.1° structure for P adsorbed on a Ni(111) surface.
Sci. Technol. Adv. Mater. 2019, 1, 379-387.
(11) Mauriello, F.; Ariga-Miwa, H.; Paone, E.; Pietropaolo,R.; Takakusagi, S.; Asakura, K. Transfer hydrogenolysis ofaromatic ethers promoted by the bimetallic Pd/Co catalyst.
Catal. Today 2019. In Press.
(12) Yamada, Y.; Sugiura, T.; Morita, K.; Ariga-Miwa, H.;
Tanaka, K. Improved synthesis of monocationicμ–nitrido-bridged iron phthalocyanine dimer with noperipheral substituents. Inorg. Chim. Acta 2019, 489,
160-163.
(13) Toyao, T.; Maeno, Z.; Takakusagi, S.; Kamachi, T.;
Takigawa, I.; Shimizu, K.-i. Machine Learning for Catalysis
Informatics: Recent Applications and Prospects. ACS Catal.
2020, 3, 2260-2297.
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（2019）pp.280-294.
(2) 朝 倉 清 髙 「 触 媒 の 基 礎 知 識 1 ～ 5 」 ， IPROS,(https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst/;
https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst2/;
https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst3/;
https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst4/;
https://www.ipros.jp/technote/basic-catalyst5/)
解説(1) 朝倉清髙，化学の世界を変える新兵器，化学， 74,
70-71(2019)32

招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Asakura, K.: "Evidence for MARK‐Raman (Multi Atom
Resonance X‐ray Raman) " IXS2019, Stony Brook
University, NewYork, USA (2019/06/24).
(2) Takakusagi, S.; Bang, L.; Kido, D.; Sato, Y.; Asakura, K.:"Development of operando PTRF-XAFS technique forelucidating 3D structure-activity" In IVC-21, Malmo,
Sweden (2019/07/1-5).
(3) Asakura, K.; Yuan, Q.; Ariga Miwa, H.; Takaksuagi, S.;
Brankovic, S. R.: "X-ray absorption fine structure studies
on surface limited redox replacement(SLRR) for Pt
monolayer formation on Au single crystal surface" In
IVC-21, Malmo, Sweden (2019/07/1-5).
(4)三輪寛子,下村浩一郎,PantAmba,鳥養映子,永嶺兼忠,朝倉清髙:「µSR法を用いたrutile型TiO2の欠陥構造解明」，
第80回応用物理学会秋季学術講演会,北海道大学（札幌市）（2019/9/19-21）.
(5) Takakusagi‚S.; Bang, L.; Kido, D..; Sato, Y.; Asakura, K.:"Operando PTRF-XAFS Technique for 3D Structure
Determination of Active Metal Sites on a Model Catalyst
Surface under Working Conditions" AVS 66th international
symposium and exhibition, Columbus, Ohio, USA(2019/10/20-25).
(6) Asakua, K.: "Operando XAFS studies on supported metal
catalysts– Its possibilities to high pressure and hightemperature measurements" In The 9th East Asia Joint
Symposium on Environmental Catalysis and Eco-materials,
Yancheng, China (2019/11/5-8).
(7)三輪(有賀)寛子：「ミュオンスピン回転法を用いた触媒 構 造 解 析 」， 5th IRCCS Symposium （ 札 幌 市 ）（2019/11/18-19）.
(8) Takakusagi, S.: "Development of operando PTRF-XAFS
technique for determining 3D structure of active sites inheterogeneous catalysis" Forefront of Measurement
Technologies for Surface Chemistry and Physics in
Real-Space, k-Space, and Real-Time, Okazaki, Japan(2019/12/3).
(9)朝倉清髙：「触媒開発の最前線－放射光を用いた触媒
構造・活性発現因子の解明－」，第8回SPring-8グリー
ンサスティナブルケミストリー研究会/第47回SPring-8
先端利用技術ワークショップ, ＡＰ品川（東京）（2019/12/20）.
(10)朝倉清髙：「硬X線XAFSデータベースに向けて」，日
本放射光学会,ウインクあいち（名古屋）（2020/1/9-11）.

年報2019・研究室編●

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触媒理論研究部門/Catalysis Theory
Research Division■2019年度の構成員〈教授〉長谷川淳也・〈准教授〉飯田健二［2020/01/01～］・〈助教〉高敏・〈博士研究員〉Manussada RATANASAK/大塚 勇 起 ［ ～ 2019/4/30 ］ /Rattanawalee RATTANAWAN［ 2019/05/20 ～ ］ ・ ＜ 研 究 員 ＞ Anchalee Junkaew[2019/02/01～2019/04/30]・<訪問大学院生> Harry Jenkins［2019/06/19～2019/08/16］・〈総合化学院/大学院博士課
程〉宮崎玲［～2020/03/31］/Liming ZHAO/Danjo Purio DE
CHAVEZ・〈総合化学院/大学院修士課程〉/伊勢家正裕［～2020/3/31］/Fuyu YIN［～2020/03/31］/保坂龍〈理学部/学部学生〉原綾汰/千葉卓紘［2020/01/15～］・〈事務補助員〉土井聡子・〈特定専門職員〉久保田亜美

1．担持Pdナノ粒子触媒によるアニリン合成反応におけるスチレンの役割について
東京大学山口研究室で開発されたPd触媒によるアニリ
ン合成において，スチレンの添加が系中に発生するイミンの触媒表面への吸着の防止に有効であることが実験的に見出された．本研究では，Pdナノ粒子触媒のモデル反応系を構築し，量子化学計算を用いてアニリン合成反応におけるスチレンの役割を解析している．
2019年度のトピック： Pd表面における各分子の吸着エネ
ルギーを比較したところ，スチレンの方がイミンよりも強くPd 表面に吸着することが示唆された．この結果は，ス
チレンとイミンの競争水素化実験の結果と合わせて，スチレンが水素アクセプターとして機能する反応機構を裏付けた．DFT計算によりPd表面における吸着エネルギーを比較し，スチレンの機能を裏付け，提案されている反応機構の妥当性を示した．

(a)

(b)

Fig. 1 Adsorption structure of (a) styrene and (b) an imine ona Pd model particle.

■2019 年度のうごき
5月より大塚が転出し，RATTANAWANが博士研究員として着任した．2020年1月より飯田が准教授として着任した．学部学生の千葉（理学部化学科）が分属された．2020
年3月に尹と伊勢家が修士課程を修了し，宮崎が博士課程を修了した.

■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．

2．単原子触媒の安定化におけるイオン液体の役割についての理論的研究
表面担体に担持した金属単原子触媒は，ナノ粒子と異なり特殊な高い触媒活性を示す．その金属単原子触媒は電荷を持っており，凝集しやすい欠点がある．そのため，単原子の高い触媒活性を保持するために，凝集を抑制する実験的手法の開発が求められている．これに対して，シンガポ
ール国立大学のNing Yan研究室ではイオン液体（IL）を用
いて，固体表面に担持した単原子触媒を安定させることに成功した．そこで，我々はDFT計算を用いて，ILである[Bmim][BF4]の導入に伴うPt単原子触媒の凝集過程の解析を行った．
2019年度のトピック： 計算結果より，凝集過程の反応障
壁は，ILの存在によって約7倍に高くなり，凝集を防ぐ機構があることを突き止めた（Fig. 2）．計算された触媒の構造から，陰イオン[BF4]は，表面に担持したPt単原子と直接相互作用することで，Ptの電子分布に影響を与え，Pt
単原子を安定化させると考えられる．また, 陽イオンは電荷のバランスを取るため，外圏に留まり，触媒の構造を保持する役割を担うことを明らかにした（Fig. 2）

Fig. 2 The dimerization process for two Pt atoms on HAP
surface without (black) and with (orange) [Bmim][BF4].
●年報2019・研究室編

33

3．炭素触媒によるセルロースの加水分解機構に関する理論的研究
福岡研究室で開発された炭素触媒によるセルロースの加水分解による解重合機構について，近接する二つの官能基が触媒とセルロースとの相互作用を強め，活性に影響することが実験的に報告された．我々は，モデル炭素触媒として，サリチル酸，フタル酸，安息香酸などを用いて，DFT計算によって研究を行ってきた．
2019年度のトピック： ポテンシャル面の計算結果（Fig.
3）より，サリチル酸やフタル酸はオルト位の水酸基やカルボキシル基が，所謂，near-attack conformationの安定性を高めていることが分かった．即ち，加水分解に至る反応経路に進む確立を高めていると考えられる．また，酸による触媒効果に関しては，プロトンの存在によって，グリコシド結合の解離に関する活性化障壁が低下することが明らかになった．

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．
2019年度のトピック： 計算により，実験が行われる1173
Kにおいてインジウムは液体であるが，その気液界面に関する第一原理MD計算を行ったところ，その構造は極めて乱雑であり，インジウム原子あるいは少数クラスターが現れていた（Fig. 5）．そこで，メタンの脱水素多量化反応の第一段階であるC-H活性化は，低配位インジウム種によって起こりうると考え，Inx (x = 1-4, 14, ∞)におけるCH
解離のポテンシャルプロファイルを計算した．In2, In3,
In4において活性化エネルギーは43-47 kcal/mol, 反応熱は−0.3-1.9 kcal/molであった．他方で, In(110), (100),(010)では反応熱が32-41 kcal/molと計算された. この結果は，気液界面で発生する少数クラスターがメタン解離の活性種であることを示唆している．
CH解離の活性化障壁が低下する機構については，軌道間相互作用の解析により，メタンのσ*(C-H)とインジウムク
ラスターの5pσ軌道の結合性軌道が遷移状態において占有されることが原因である．また，少数クラスターの活性の高さは，原子数が増えるほど5pσ軌道の準位が低下し，
σ*(C-H)軌道との相互作用が弱くなることにあると考えられる.

Fig. 3 Two-dimensional potential energy surfaces for thehydrolysis of cellobiose by o-hydroxybenzoic acid. Relative
potential energies from the reactant state are plotted. The
red and green surfaces denote hydrolysis with and without
the H+ association, respectively.

4．銀-酸化チタン界面での光誘起電子移動ダイナミクスに関する理論的研究
貴金属ナノ粒子と半導体の間の光誘起電子移動は，水分解光触媒などの開発に関わることから盛んに研究が進められている．これまでの研究から，貴金属ナノ粒子の局在
表面プラズモン共鳴（LSPR）によって励起した電子が移動すると考えられている．一方で，LSPRで強い光誘起電場が生じることはよく知られているが，電子移動におけるその役割は明らかになっていない．

Fig. 5 Snapshot of ab initio MD calculation for gas / liquidinterface at 1200 K.

2019年度のトピック： 銀ナノ粒子–酸化チタンヘテロ構造の光励起電子ダイナミクス（Fig. 4）の第一原理計算を行い，電子移動の機構を解析した．その結果，銀ナノ粒子と酸化チタンの界面において光誘起電場で強い電子的相互作用が生じるために，励起電子が銀の伝導体を経ることなく酸化チタンへと直接移動するということが明らかになった．

6．系間交差を経る化学反応のポテンシャル面
開殻電子系を示すことが多い6-9族の遷移金属では，複数のスピン状態が近接したエネルギー領域に存在することが知られている．これらの遷移金属が触媒する化学反応
においては，最安定なスピン状態が反応の前後で異なるため，反応過程において系間交差を経ると考えられる．また，ポテンシャルエネルギー面の形状がスピン状態によって異なるため，より反応性の高いスピン状態を選択して反応が進行することも考えられている．このような系間交差を経る反応過程では，スピン状態間のエネルギー差が駆動力として寄与するため，IRCとして知られる固有反応座標とは異なる経路を辿ることが一般的である．
本研究では，系間交差を経る反応機構についての直観的な解釈を与えることで，触媒設計や反応設計に役立つ化学概念の構築に寄与することを目的としている．また，ポテ
ン シ ャ ル 面 上 に お け る 系 間 交 差 点 (minimum energy
crossing point, MEISCP)を効率的に決定するための計算手法を開発する．昨年度までに，メタロセンの配位子結合におけるスピンブロック現象やヘム錯体の酸素吸着過程に関する研究に応用して成果を得ている．

5. メタン脱水素カップリングにおける液体インジウム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

2019年度のトピック： 大阪大学の林グループが開発した再構成ミオグロビンは，シクロプロパン化反応において，天然ミオグロビンを格段に上回る活性を示している．我々

Fig. 4 Photoexcitation of an Ag–TiO2 system.

34

年報2019・研究室編●

34

は，この反応における重要な活性種である鉄カルベン中間体の生成過程に着目し，エネルギープロファイルを計算し，再構成系が示す反応活性の原因について研究を行った．その結果，再構成ミオグロビンが用いるポルフィセン
配位子によって，配位子場が強まり，鉄の3d軌道の準位に影響を与え，高スピン状態が不安定化した．
今年度は更に，タンパク質の効果を考慮したエネルギープ
ロファイルを求めるためにQM/MM法を用いた計算を行った．その結果，系間交差が起きる構造に若干の変換はあったが，気相中の計算結果と定性的に一致する結果を得た．
このことは，再構成系が高い活性を示す要因が，ヘム錯体の電子状態にあることを示している．

エンス研究部（薬学系）難波康祐教授「蛍光プローブ分子
トリアザペンタレンの発光メカニズム解明と置換基による蛍光波長制御」/東京工業大学資源化学研究所アルブレ
ヒト健助教「熱活性化遅延蛍光材料（カルバゾールデンドリマー）の構造と光物性」/九州大学永島英夫教授「遷移金属触媒を用いるヒドロシリル化反応」/京都大学・廣瀬准教授「ヘリセンの光化学について共同研究」/中国上海大学Zhang Dengsong教授 「Selective Catalytic Reduction ofNOx with NH3 by solid catalyst 」 / 中 国 中 山 大 学 Tong
Shengfu研究員「リチウム酸素電池における酸素表面吸着の役割」/中国清華大学Lv Wei研究員「リチウム酸素電池
内触媒反応機構の解明」/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」■学内外の研究者との共同研究（2019年度）
フリッツ・ハーバー研究所S. Levchenkoグループリーダ
ー・M. Scheffler所長「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」/東京大学大学
院工学系研究科野崎京子教授「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」/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」/産業
技術総合研究所人工知能研究センター永田賢二主任研究員「金属材料中の物質拡散に関する情報科学的研究」/分子科学研究所石村和也博士研究員「励起状態における分子間相互作用の解析手法の開発」/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」/北海道大学触媒科学研究所中島清隆准教授「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」/東京大学生産生産技術研究所・砂田祐輔准教授「遷移金属触媒を用いるヒドロシリル化に関する理論的研究」/東北大学大学院工学研究科田村正純助教・冨重圭一教授・北海道大学触媒科学研究所清水研一教授「金属酸化物触媒を用いた液相有機合成反応のメカニズム解明」/インド工科大学カーンプル校化学科Nisanth N. Nair准教授「固液界面における第一原理自由エネルギー解析のための効率的サンプリング手法の開発」/物質・材料研究機構Andrey Lyalin
研究員「アモルファスシリコン電極におけるリチウムイオンの挙動」/産業技術総合研究所ナノシステム研究部門中村恒夫主任研究員「酸化物の酸素欠陥濃度と電気伝導度の相関に関する理論的研究」/北海道大学大学院理学研究院
武次徹也教授「励起状態ダイナミクスと振動分光の第一原
理シミュレーション」/徳島大学大学院ヘルスバイオサイ●年報2019・研究室編■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Ratanasak, M.; Hasegawa, J.; Parasuk, V. Roles of
Salicylate Donors in Enhancement of Productivity andIsotacticity of Ziegler-Natta Catalyzed Propylene.
Polymerization Polymers. 2020, 12, 883.
(2) Saito, K.; Watabe, Y.; Fujihara, T.; Takayanagi, T.;
Hasegawa, J. Spin‐inversion mechanisms in O2 binding to amodel heme complex revisited by density function theory
calculations. J. Comput. Chem. 2020, 41, 1130-1138.
(3) Ostojić, B.D.; Schwerdtfeger, P.; Nakayama, A.;
Hasegawa, J.; Đorđević, D.S. A detailed analysis of thespin-crossover reaction of H2S binding to heme and thesix-coordinated FeP(Im)-HS-porphyrin complex. J. Inorg.
Biochem. 2020, 206, 111049.
(4) Li, J.; Gao, M.; Tong, S.; Luo, C.; Zhu, H.; Taketsugu, T.;
Uosaki, K.; Wu, M. Effect of O2 adsorption on thetermination of Li-O2 batteries discharge. Electrochim. Acta
2020, 340, 135977.
(5) Iida, K.; Noda, M. Electron transfer governed bylight-matter interaction at metal-semiconductor interface. npj
Comput Mater 2020, 6, 5.
(6) Qi, Q.; Deng, Y.; Gu, S.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Zhou, G.;
Lv, X.; Lv, W.; Yang, Q-H. L-cysteine modified acacia gum
as a multifunctional binder for lithium-sulfur batteries. ACS
Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 47956-47962.
(7) 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-Atom Catalysts
Using Ionic Liquids. Chem. 2019, 5, 3207-3219.
(8) Nakai, S.; Yatabe, T.; Suzuki, K.; Sasano, Y.; Iwabuchi, Y.;
Hasegawa, J.; Mizuno, N.; Yamaguchi, K. Methyl‐Selective
α‐Oxygenation of Tertiary Amines to Formamides by
Employing Copper/Moderately Hindered Nitroxyl Radical(DMN‐AZADO or 1‐Me‐AZADO). Angew. Chem. Int. Ed.
2019, 58, 16651-16659.
(9) Ohno, S.; Qiu, J.; Miyazaki, R.; Aoyama, H.; Murai, K.;
Hasegawa, J.; Arisawa, M. Ni-Catalyzed Cycloisomerization
between 3-Phenoxy Acrylic Acid Derivatives and Alkynes via
Intramolecular Cleavage and Formation of the C-O Bond toGive 2,3-Disubstituted Benzofurans. Org. Lett. 2019, 21,
8400-8403.
(10) Ohtsuka, Y.; Nishikawa, Y.; Ogihara, H.; Yamanaka, I.;
Ratanasak, M.; Nakayama, A.; Hasegawa, J. Theoretical
Study on the C-H Activation of Methane by Liquid-Metal
Indium: Catalytic Activity of Small Indium Clusters. J. Phys.
Chem. A 2019, 123, 8907-8912.
(11) Koizumi, Y.; Jin, X.; Yatabe, T.; Miyazaki, R.; Hasegawa,J.; Nozaki, K.; Mizuno, N.; Yamaguchi, K. Selective
Synthesis of Primary Anilines from NH3 and Cyclohexanones
by Utilizing Preferential Adsorption of Styrene on the Pd

35

Nanoparticle Surface. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58,
10893-10897.
(12) Ohtsuka, Y. Spin-symmetry adaptation to the Monte Carlocorrection configuration interaction wave functions. J. Chem.
Phys. 2019. 151, 034115.
(13) Zhao, L.; Nakatani, N.; Sunada, Y.; Nagashima, H.;
Hasegawa, J. Theoretical Study on the Rhodium-Catalyzed
Hydrosilylation of C=C and C=O Double Bonds with
Tertiary Silane. J. Org. Chem. 2019, 84, 8552-8561.
(14) Han, L.; Cai, S.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Wang, P.; Zhang,J.; Shi, L.; Zhang, D. Selective Catalytic Reduction of NOx
with NH3 by Using Novel Catalysts: State of the Art andFuture Prospect. Chem. Rev. 2019, 119, 10916-10976.
(15) Maeno, Z.; Yasumura. S.; Liu, C.; Toyao, T.; Kon, K.;
Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Shimizu, K. Experimental andtheoretical study of multinuclear Indium-oxo clusters in CHA
zeolite for CH4 activation at room temperature. Phys. Chem.
Chem. Phys. 2019, 21, 13415-13427.
(16) De Chavez, D. P.; Gao, M.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.;
Hasegawa, J. Adsorption Mediated Tandem Acid Catalyzed
Cellulose Hydrolysis by Ortho-substituted Benzoic Acids.
Mol. Catal. 2019, 475, 110459.
(17) Han, L.; Gao, M.; Hasegawa, J.; Li, S.; Shen, Y.; Shi, H.
L.; Zhang, D. SO2-tolerant Selective Catalytic Reduction ofNOx over Meso-TiO2@Fe2O3@Al2O3 Metal-based Monolith
Catalysts. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 6462-6473.
(18) Li, X.; Gao, M.; Hiroyoshi, N.; Tabelin, C. B.; Taketsugu,
T.; Ito, M. Suppression of Pyrite Oxidation by
Ferric-catecholate Complexes: An Electrochemical Study.
Minerals Engineering 2019, 138, 226-237.
(19) Miyazaki, R.; Nakatani, N.; Levchenko, S. V.; Yokoya, T.;
Nakajima, K.; Hara, K.; Fukuoka, A.; Hasegawa, J. DFT
Mechanistic Study on the Complete Oxidation of Ethylene by
the Silica-Supported Pt Catalyst: C-C Activation via the
Ethylene Dioxide Intermediate. J. Phys. Chem. C 2019, 123,
12706-12715.
(20) Han, L.; Gao, M.; Feng, C.; Shi, L.; Zhang, D.
Fe2O3-CeO2@Al2O3 Nanoarrays on Al-Mesh as SO2-Tolerant
Monolith Catalysts for NOx Reduction by NH3. Environ. Sci.
Technol. 2019, 53, 5946-5956.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1)飯田健二：「ナノ界面系の光や電圧に対する応答機構の理論的研究」，第 433 回触媒科学研究所コロキウム，北海道大学 触媒科学研究所（札幌）（2020/03/04）．[依頼講演](2) Ohtsuka, Y.; Nakayama, A.; Nishikawa, Y.; Ogihara, H.;
Yamanaka, I.; Hasegawa, J.: "Methane to Ethane Conversion
by Liquid Metal Indium: A DFT Mechanistic Study" IV
International Conference on Catalysis and Chemical
Engineering (CCE-2020), Los Angeles International Airport,
Los Angeles, USA (2020/02/24-26). [Invited Talk](3) Ratanasak, M.; Deng, J.; Tokuda, H.; Maeda, C.; Ema, T.;
Nozaki, K.; Hasegawa, J.: "DFT Mechanistic Investigation of
the Copolymerization of CO2 and Cyclohexene Oxide
Catalyzed by Novel Bifunctional Al(III) Porphyrin Catalyst"
Pure and Applied Chemistry International Conference 2020
(PACCON 2020), Impact Muang Thong Thani, Nonthaburi,
Thailand (2020/02/13-14).[oral](4) Yin, F.; Gao, M.; Watanabe, K.; Nakatani, K.; Nakayama,K.; Hasegawa, J.: "Theoretical Design for EfficientIntersystem Crossing based on Exploring Minimum Energy
Intersystem Crossing Point (MEISCP)" The 2nd Workshop
of Reaction Infography/IRCCS The 3rd Joint International
Symposium,
NagoyaUniversity,
Nagoya,Japan(2020/01/31-02/01).[Poster]36(5) Gao, M.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Hasegawa, J.: "Atheoretical study of the factors affecting the CO2 and CO
adsorption on Cobalt cluster" The 2nd Workshop of Reaction
Infography/IRCCS The 3rd Joint International Symposium,
Nagoya University, Nagoya, Japan (2020/01/31-02/01).
[Poster](6) Zhao, L.; Nakayama, A.; Oohora, K.; Hayashi, T.;
Hasegawa, J.: "Controlled intersystem crossing in iron
porphycene substituted myoglobin for cyclopropanation
reaction: a theoretical study" The 4th International
Symposium on Precisely Designed Catalysts with
Customized Scaffolding, Kinsho Hall in Todaiji Culture
Center, Nara, Japan (2019/12/03-05). [Poster](7) Ratanasak, M.; Deng, J.; Tokuda, J.; Maeda, C.; Ema, T.;
Nozaki, K.; Hasegawa, J.: "Mechanistic Investigation for the
Copolymerization of CO2 and Cyclohexene Oxide Catalyzed
by Novel Bifunctional Al(III) Porphyrin Catalyst" The 4thInternational Symposium on Precisely Designed Catalysts
with Customized Scaffolding, Kinsho Hall in Todaiji Culture
Center, Nara, Japan (2019/12/03-05). [Poster](8) Ratanasak, M.; Deng, J.; Maeda, C.; Hideki, T.; Ema, T.;
Nozaki, K.; Hasegawa, J.: "DFT Mechanistic Investigation
for the Copolymerization of CO2 and Cyclohexene Oxide
Catalyzed by Novel Bifunctional Al(III) Porphyrin Catalyst"
5th Japan-Thai workshop on Theoretical and Computational
Chemistry 2019, Yokohama City University, Yokohama,Japan (2019/10/11). [Invited Talk](9) Chavez, D.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Hasegawa, J.:"Electronic Structure Understanding of the Mechanically
Induced Selectivity in Acid Catalyzed Chitin Hydrolysis"
The 9th Asia-Pacific Association of Theoretical andComputational Chemists (APATCC-9), The University ofSydneyBusiness
School,Sydney,Australia(2019/9/30-10/03). [Poster](10) Ratanasak, M.; Deng, J.; Tokuda, H.; Maeda, C.; Ema, T.;
Nozaki, K.; Hasegawa, J.: "Theoretical Investigation for the
Mechanism of Copolymerization of CO2 and Cyclohexene
Oxide Catalyzed by Novel Bifunctional Al(III) Porphyrin
Catalyst" The 9th Asia-Pacific Association of Theoretical andComputational Chemists (APATCC-9), The University ofSydneyBusiness
School,Sydney,Australia(2019/09/30-10/03). [Invited Talk](11)長谷川淳也：「二酸化炭素の有効利用に向けた理論と実験のインタープレイ」，文部科学省 ポスト「京」重点
課題５ サブ課題 C 連携推進ワークショップ，TKP 東京
駅八重洲カンファレンスセンター（東京）（2019/09/21） .
[依頼講演](12)長谷川淳也：「メタン脱水素カップリングにおける液体インジウムの触媒機構に関する理論的研究」,第 124
回触媒討論会,長崎大学（長崎市）（2019/09/18-20）. [依頼講演](13) Ratanasak, M.; Yamamoto, T.; Suginome, M.; Hasegawa
J.: "Exploring the Enantioselective Mechanism of Palladium
Catalyst with Polyquinoxaline ligands for AsymmetricHydrosilylation of Styrene" The 8th Asia-Pacific Congress inCatalysis (APCAT-8), Centara Grand & Bangkok
Conventional Centre, Bangkok, Thailand (2019/8/4-7). [Oral](14) Miyazaki, R.; Jin, X.; Yoshii, D.; Yatabe, T.; Yamaguchi,
K.; Mizuno, N.; Hasegawa, J.: "Theoretical study for C-H
bond activation mechanism of 1-methyl-4-piperidone on the
Au/OMS-2 catalyst" 7th International Symposium of Institutefor Catalysis, Hokkaido University, Sapporo, Japan(2019/7/30). [Poster](15) Ohtsuka, Y.; Nakayama, A.; Nishikawa, Y.; Ogihara, H.;
Yamanaka, I.; Hasegawa, J.: "A DFT Mechanistic Study ofDehydrogenative Methane Coupling by Liquid Metal

年報2019・研究室編●

36

Indium" 7th international symposium of Institute for
Catalysis,
Hokkaido
University,
Hokkaido,Japan(2019/07/30). [Invited Talk](16) Ratanasak, M.; Tanaka, S.; Kitamura, M.; Hasegawa, J.:"Theoretical Study on the Mechanism and Enatioselectivityof the Asymmetric Dehydrative Cyclization of Alcohol to
Cyclic Ether" 7th International Symposium of Institute for
Catalysis, Hokkaido University, Sapporo, Japan (2019/7/30).
[Poster](17) 高敏：「理論化学の視点からの触媒 (Computational
catalysis: Theory, Models and Applications)」,第 59 回オーロラセミナー, くりやま温泉ホテルパラダイスヒルズ（夕張）(2019/07/21-22).[依頼講演](18) Miyazaki, R.; Jin, X.; Yoshii, D.; Yatabe, T.; Yamaguchi,
K.; Mizuno, N.; Hasegawa, J.: "Theoretical study for C-H
bond activation mechanism of 1-methyl-4-piperidone on the
Au/OMS-2 catalyst", The 10th CSE-ALP International●年報2019・研究室編

Summer School, Sapporo Pirka Kotan, Sapporo, Japan(2019/07/13-14). [Oral](19) Zhao, L.; Nakayama, A.; Oohora, K.; Meichin, H.;
Hayashi, T.; Hasegawa, J.: "Controlled intersystem crossinginironporphycene
substituted
myoglobinforcyclopropanation reaction: a theoretical study" The 15th
International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry(ISABC15), Nara Kasugano International Forum, Nara, Japan(2019/06/02-05). [Poster]
受賞(1) Ray Miyazaki: "heoretical study for C-H bond activation
mechanism of 1-methyl-4-piperidone on the Au/OMS-2
catalyst" The 10th CSE-ALP International Summer School(2019/07/13-14)《Oral Presentation Award》(2) 宮崎玲：「高性能ポルフィリン触媒における二酸化炭
素固定化メカニズム」，第8回JACI/GSCシンポジウム(2019/06/24-25)《GSCポスター賞》

37

物質変換研究部門/Catalytic
Transformation Research Division■2019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 〉 Minjune KIM ［ ～2019/09/30］/佐川拓矢［～2020/03/31］/Eunhyeok YANG［～2020/03/31］/Shazia Sharmin SATTER［～2020/03/31］/Etty
NurliaKUSUMAWATI/Daniele
PADOVAN［ 2019/06/18 ～ ］ /Lingcong LI ［ 2019/09/01 ～ ］ /Jan J.
WIESFELD［2020/01/16～］・〈技術補佐員〉松島宏美・〈 総 合 化 学 院 / 大 学 院 博 士 課 程 〉 Pengru CHEN/Shaikr
Nazmul Hasan Mohammad DOSTAGIR/Cheng YANG/Yayati
Naresh PALAI ［ 2019/04/01 ～ ］ /Tat BOONYAKARN［2019/10/01～］・〈総合化学院/大学院修士課程〉淺川みゆき/柴山夏実/加藤寿也/八鍬秀・〈理学部/学部学生〉遠藤幸一郎/鈴木悠介/長内有輝［2020/01/16～］

いと考えている．
セルロースの加水分解を中間体であるセロオリゴ糖で止める反応は，セロオリゴ糖が生物活性物質として有望であることから魅力的である．本反応では，生成物の付加価値が高いことと設備上の問題から，固体触媒だけでなく，均一系触媒を用いた反応法の開発も望まれている．そこ
で，安価な弱酸であり，セルロースと高い親和性を持つことが知られているリン酸に着目して検討を行った．これまでの研究により，大量の濃リン酸を溶媒として用いるとセルロースが溶解し，反応性が高まることは知られていたが，我々は希リン酸水溶液にリン酸と同程度の重量のセル
ロースを入れ，5 MPaに加圧するとリン酸がセルロースのバルク内に浸透し，セルロースを非晶質化させられることを見出した《論文17》．溶媒の水を蒸発乾固した後，微量の水存在下で試料を加熱すると，加水分解と脱水縮合が併発して様々なオリゴ糖が得られることを明らかにした．
セルロースの加水分解により得られるグルコースから
有用化学品を効率的に合成するため，新たな変換反応の開拓を目指した．その結果，スルホラン溶媒中でシリカ担持
酸化スズ触媒を用いると，一つ炭素が減少したフルフラー
ルが得られることを見出した（Fig. 1）《論文12，講演6，
14》．酸化スズはグルコースのフルクトースへの異性化を促進し，微量の酸触媒存在下においてフルクトースの6位の炭素がホルムアルデヒドとして脱離することにより，フルフラールが生成することが分かった．ホルムアルデヒドの脱離によるフルフラール生成と脱水による5-HMF生成が競争的に進行しており，脱水を起こさせないためには，溶媒が塩基性を持たないことが重要であることを明らかにした．

■2019年度のうごき
Daniele PADOVAN 博 士 ， Lingcong LI 博 士 ， Jan J.
WIESFELD博士がそれぞれ2019年6月，2019年9月，2020
年 1 月 よ り 博 士 研 究 員 と し て 加 わ っ た ． Yayati Naresh
PALAI君が2019年4月に，Tat BOONYAKARN君が2019年
10月に博士課程学生として加わった．2020年1月に理学部化学科の長内有輝君が卒研生として配属された．Minjune
KIM 博 士 が2019 年9 月 末日 に退 職 し ，佐 川 拓矢 博 士 ，Eunhyeok YANG博士，およびShazia Sharmin SATTER博士
が2020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．
2019年度のトピック： 炭素触媒の含酸素官能基がセルロースの加水分解に果たす役割を明らかにするため，安息香酸とo-置換安息香酸をモデル構造として，セルロースとの相互作用をDFT法により計算した《論文6》．その結果，カルボキシ基のオルト位にフェノール性水酸基やカルボキシ基が存在すると，セルロースの水酸基と強い水素結合を形成し，カルボン酸のグリコシド結合への攻撃頻度が高くなることが示唆された．各o-置換安息香酸とセルロースとの水素結合会合体を出発構造として加水分解反応の遷移状態を計算し，活性化エネルギーを算出したところ，序列が実際の実験結果と一致したことから，計算の妥当性は高38

Fig. 1 Conversion of glucose to furfural.
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．
2019年度のトピック： NAGからアミド基と水酸基を持つ
縮環化合物(ADI)を合成することに成功した（Fig. 2）《論
文9，講演5，7，8，10，19，21》．本化合物からポリアミドなどの含窒素ポリマーが合成できるのではないかと期待している．まず，NAGをRu/C触媒により水素化すると糖アルコール(ADS)が生成し，メタノール溶媒からの再結晶

年報2019・研究室編●

により収率80%でADSを単離することができた．次に，ADSの脱水反応を行うために様々な酸触媒を検討したところ，
トリフルオロメタンスルホン酸が最も高い活性と選択性を示し，ADIが収率33%で得られた．ADIの結晶構造は報告されていなかったため，単結晶X線回折により構造を確定させた．
ADS脱水反応の経時変化を調べると，類縁化合物である
ソルビトールの脱水反応よりも著しく反応速度が低いことが分かった．反応性が低い理由は，DFT計算の結果から，アセトアミド基の酸素が高い塩基性を持ち，酸を捕捉してしまうためであることが分かった．したがって，この水平化効果を打ち破れるだけの多量の強酸を用いることにより，脱水反応はスムーズに進行することが分かった．

Fig. 2 Conversion of NAG to an amidoalcohol.
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
身の周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，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．現在，我々は本触媒の機能解明と貯蔵・輸送分野への応用を目指している．

貯蔵用途に触媒技術を展開するため，触媒のパッキングケ
ースを技術部向井慎吾氏とともに設計，3Dプリンターで作製し，貯蔵庫の送風機に取り付ける実地試験を行った．この取り組みは，日本経済新聞と北海道新聞に掲載され，我々の触媒技術はNHKニュース北海道版の生放送にも取り上げられた．試験の結果，青果物の品質劣化率が低下し，食品廃棄率を低減することに成功した《講演9，13》．平川
ワイナリーにより，我々の触媒を用いて貯蔵されたリンゴからシードルが製造され，「林檎」という名前で市販されている．この内容はHBCテレビで詳しく紹介された．
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おり，研究段階である部分酸化法（CH4 + 1/2O2 → CO
+ 2H2）でもこれまでに報告された触媒系は750 ℃以上の触媒床温度を必要としている．一方，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．また，50時間の耐久試験でも触媒の失活は認められず，CO生成のためのバルク
ロジウム原子基準の触媒回転数は2,600,000に達した．この低温化により，汎用のステンレス鋼（耐熱温度650 ℃）
を反応器に使用することが可能になり，プロセスコストも削減できると期待される．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．
2019年度のトピック： 安価な金属であるニッケルはメタンの活性化能を持つが，炭素析出を起こしやすい欠点を併せ持つ．我々は，MORゼオライトを担体に用いると，メタンの部分酸化に高活性を示し，かつ炭素析出を起こさない
ニッケル触媒ができることを見出した《論文投稿中》．これは，ゼオライトとの相互作用により，ニッケルが2～3 nmの微粒子になり，炭素析出を起こしやすい10 nm以上のニッケル粒子が生成しないためであることを明らかにした（Fig. 4）．一方，一般的な酸化物を担体とした場合，シリカなどの金属との相互作用が弱い酸化物を用いるとニッケルの大きな粒子が生成し，炭素析出を起こす．また，
アルミナなどの金属との相互作用が強い担体を用いるとニッケルと複合酸化物を形成し，難還元性になるため高い活性を示さない．我々の検討以前には本反応ではゼオライ
トはこれまで全くと言っていいほど担体として検討されていなかったが，これらの結果から，ゼオライトは担体として非常に有望であることが示唆された．

Fig. 4 Ni/MOR for oxidative reforming of methane.

■学内外の研究者との共同研究（2019年度）
Fig. 3 Catalytic complete oxidation of ethylene.
2019年度のトピック： シードル製造用のリンゴや漬物用
白菜の貯蔵など，家庭用よりも大きなスケールでの青果物●年報2019・研究室編

愛媛大学太田英俊特任講師「リグニン由来化合物の酸化的減炭反応による有用化学品合成」/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39

ーン触媒技術の開発」/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 food additive and pharmaceuticalproduct」/東京工業大学本倉健准教授「メソ細孔内への触媒機能集積による高効率ファインケミカルズ合成」/東北大学加藤英樹准教授「グルコース転化のための固体酸触媒開発」/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 in solvent phase reaction」/北海道大学大友亮一助教・名古屋大学谷口博基准教授「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」/バージニア工科大学Ayman M. KARIM准教授「Mechanism
study of catalytic CO2 hydrogenation over metal oxides」/京都大学平山純特定助教「触媒を用いたキチン由来アミノ酸の選択合成」■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Yabushita, M.; Shibayama, N.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.
Selective Glucose-to-Fructose Isomerization in Ethanol
Catalyzed by Hydrotalcites. ACS Catal. 2019, 9, 2101-2109.
(2) Ihsan, A. B.; Tawara, Y.; Goto, S.; Kobayashi, H.;
Nakajima, K.; Fukuoka, A.; Koyama, Y. Effects of
2,5-furanylene sulfides in polymer main chains on polymer
physical properties. Polym. J. 2019, 51, 413-422.
(3) Kim, M.; Su, Y.; Aoshima, T.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J.
M.; Nakajima, K. Effective Strategy for High-Yield Furan
Dicarboxylate
Productionfor
Biobased
Polyester
Applications. ACS Catal. 2019, 9, 4277-4285.
(4) Maeda, K.; Uemura, Y.; Kim, M.; Nakajima, K.; Tanaka,
S.; Chun, W.-J.; Motokura, K. Influence of a Co-immobilized
Tertiary Amine on the Structure and Reactivity of a Rh
Complex:Accelerating
Effecton
Heterogeneous
Hydrosilylation. J. Phys. Chem. C 2019, 123, 14556-14563.
(5) Miyazaki, R.; Nakatani, N.; Levchenko, S. V.; Yokoya, T.;
Nakajima, K.; Hara, K.; Fukuoka, A.; Hasegawa, J. A DFT
Mechanistic Study on the Complete Oxidation of Ethylene by
Silica-Supported Pt Catalyst: C=C Activation via Ethylene
Dioxide Intermediate. J. Phys. Chem. C 2019, 123,
12706-12715.
(6) De Chavez, D. P.; Gao, M.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.;
Hasegawa, J. Adsorption mediated tandem acid catalyzed
cellulose hydrolysis by ortho-substituted benzoic acids. Mol.
Catal. 2019, 475, 110459.
(7) Yang, C.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A. Removal of catalyst
poisons for the production of sugar alcohols from a realbiomass molasses using a heterogeneous Ni catalyst. Fuel
Proc. Technol. 2019, 196, 106155.
(8) Dostagir, SK N. H. MD; Awasthi, M. K.; Kumar, A.;
Gupta, K.; Behrens, S.; Shrotri, A.; Singh, S. K. Selective
Catalysis for Room-Temperature Hydrogenation of
Biomass-Derived Compounds over Supported NiPd Catalysts
in Water. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 9352-9359.
(9) 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.
(10) Nishimura, Y.; Suda, M.; Kuroha, M.; Kobayashi, H.;
Nakajima,
K.;
Fukuoka,A.
Synthesisof5-hydroxymethylfurfural from highly concentrated aqueous
fructose solutions using activated carbon. Carbohydr. Res.
2019, 486, 107826.
(11) Sarkar, C.; Pendem, S.; Shrotri, A.; Dao, D. Q.; Mai, P. P.
T.; Ngoc, T. N.; Chandaka, D. R.; Rao, T. V.; Trinh, Q. T.;

40

Sherburne, M. P.; Mondal, J. Interface Engineering ofGraphene-Supported Cu Nanoparticles Encapsulated by
Mesoporous Silica for Size-Dependent Catalytic Oxidative
Coupling of Aromatic Amines. ACS Appl. Mater. Interfaces
2019, 11, 11722-11735.
(12) Asakawa, M.; Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.
Solvent basicity controlled deformylation for the formation of
furfural from glucose and fructose. Green Chem. 2019, 21,6146-6153.
(13) Ohta, H.; Tobayashi, K.; Kuroo, A.; Nakatsuka, M.;
Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Hamasaka, G.; Uozumi, Y.;
Murayama, H.; Tokunaga, M.; Hayashi, M. Surface
Modification of a Supported Pt Catalyst Using Ionic Liquids
for Selective Hydrodeoxygenation of Phenols into Arenes
under Mild Conditions. Chem. Eur. J. 2019, 25,
14762-14766.
(14) 小林広和，福岡淳，弱酸点を有する炭素触媒によるセルロースの加水分解，炭素，2019, 290, 211-218.
(15) Yabushita, M.; Papa, G.; Li, P.; Fukuoka, A.; Farha, O.
K.; Simmons, B. A.; Katz, A. Effect of ionic liquid on
sugar-aromatic separation selectivity by metal-organic
framework NU-1000 in aqueous solution. Fuel Proc.
Technol. 2020, 197, 106189.
(16) Kim, M.; Ronchetti, S.; Onida, B.; Ichikuni, N.; Fukuoka,
A.; Kato, H.; Nakajima, K. Lewis Acid and Base Catalysis of
YNbO4 Toward Aqueous-Phase Conversion of Hexose andTriose Sugars to Lactic Acid in Water. ChemCatChem 2020,12, 350-359.
(17) Hirayama, J.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A. Amorphizationand Semi-Dry Conversion of Crystalline Cellulose to
Oligosaccharides by Impregnated Phosphoric Acid. Bull.
Chem. Soc. Jpn. 2020, 93, 273-278.
(18) Wiesfeld, J. J.; Kim, M.; Nakajima, K.; Hensen, E. J. M.
Selective hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural and its
acetal with 1,3-propanediol to 2,5-bis(hydroxymethyl)furanusing supported rhenium-promoted nickel catalysts in water.
Green Chem. 2020, 22, 1229-1238.
(19) 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, 10, 4261-4267.
総説・解説(1)佐川拓矢，中島清隆，福岡淳，触媒法バイオマス変換による基幹化学品合成，触媒 2019, 61，182-188（2019）.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Fukuoka, A.: "Catalytic depolymerization of cellulose andchitin" The ACS Spring 2019 National Meeting, Orlando,
USA (2019/4/1). [Invited](2)福岡淳: 「北海道大学と触媒科学からの次世代放射光計画への期待」, 第1回・次世代放射光アライアンス会議,
東北大学, 仙台市 (2019/4/22). [Invited](3) Fukuoka, A.: "Catalytic depolymerization of cellulose andchitin" 5th International Symposium on Green Chemistry, La
Rochelle, France (2019/5/14). [Invited](4) Fukuoka, A.: "Catalytic depolymerization of cellulose andchitin to chemicals" The 17th Korea-Japan Symposium on
Catalysis, Jeju, Korea (2019/5/20). [Plenary](5) Sagawa, T.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.: "Dehydration
condensation of chitin-derived sugar alcohol by acid catalyst"
The 17th Korea-Japan Symposium on Catalysis, Jeju, Korea(2019/5/20). [Oral](6) Shrotri, A.; Asakawa, M.; Fukuoka, A.: "Deformylation
pathway for catalytic synthesis of furfural from hexose

年報2019・研究室編●

sugars" The 17th Korea-Japan Symposium on Catalysis, Jeju,
Korea (2019/5/21). [Oral](7) Fukuoka, A.: "Catalytic conversion of cellulose and chitin
into chemicals" The 12th International Symposium of the
Romanian Catalysis Society, Bucharest, Romania (2019/6/6).
[Plenary](8) Fukuoka, A.: Shrotri, A.; Kobayashi, H.: "Catalytic
Conversion of Cellulose and Chitin to Chemicals" The 26th
meeting of the North American Catalysis Society, Chicago,
USA (2019/6/25). [Oral](9) Sattar, S. S.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.: "Hydrophobicity
of Pt supported over mesoporous silica: An advantage to lowtemperature ethylene oxidation" The 8th Asia-PacificCongress on Catalysis, Bangkok, Thailand (2019/8/5). [Oral](10) A. Fukuoka: "Catalytic conversion of cellulose and chitin
to chemicals" The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis,
Bangkok, Thailand (2019/8/6). [Invited](11) Yang, C.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.: "Conversion ofMolasses to Sugar Alcohol using a Sponge Nickel Catalysts"
The 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis, Bangkok,
Thailand (2019/8/7). [Oral](12) Chen, P.; Shrotri, A.; Fukuoka, A.: "Carbon catalyzedhydrolysis of cellulose to synthesize cello-oligosaccharides ina semi-flow reactor" 14th EuropaCat, Aachen, Germany(2019/8/19). [Oral](13) Satter, S. S.; Hirayama, J.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.:"Ethylene Oxidation over Supported Pt Catalysts: A
Mechanistic and Kinetics Study for Elucidating the Role of
SiO2 Support" 14th EuropaCat, Aachen, Germany(2019/8/20). [Oral](14) Asakawa, M.; Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.:"Deformylation pathway for catalytic synthesis of furfuralfrom hexose sugars" 14th EuropaCat, Aachen, Germany(2019/8/20). [Poster]●年報2019・研究室編(15) Shibayama, N.; Yabushita, M.; Nakajima, K.; Fukuoka,
A.: "Direct Conversion of Glucose to Erythrose and Glycol
Aldehyde in Ethanol by Selective Retro-aldolization" 14th
EuropaCat, Aachen, Germany (2019/8/21). [Oral](16) Nakajima, K.; Kim, M.; Su, Y.; Fukuoka, A.; Hensen, E.
J. M.: "New Strategy for Selective Production of FDCA from
Concentrated HMF-acetal Solutions with CeO2-Supported Au
Catalyst" 14th EuropaCat, Aachen, Germany (2019/8/21).
[Oral](17) Kim, M.; Su, Y.; Aoshima, T.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J.
M.; Nakajima, K.: "An efficient strategy for practical furan
dicarboxylate production for biobased polymer applications"14th EuropaCat, Aachen, Germany (2019/8/21). [Oral](18) Fukuoka, A.; Kobayashi, H.: "Catalytic conversion ofchitin into amino acid" 14th EuropaCat, Aachen, Germany(2019/8/22). [Oral](19) Fukuoka, A.: "Catalytic conversion of cellulose and chitin
to chemicals" 258th ACS National Meeting & Exposition,
San Diego, USA (2019/8/28). [Invited](20) Shrotri, A.; Chen, P.; Fukuoka, A.: "Carbon catalyzed
partialhydrolysis
ofcellulosetobio-active
cello-oligosaccharides in a semi-flow process" The 18th
Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering
Congress, Sapporo, Japan (2019/9/24). [Oral](21) Fukuoka, A.: "Catalytic conversion of cellulose and chitin
into chemicals" International Seminar on Chemical
Engineering Soehadi Reksowardojo, Kupang, Indonesia(2019/10/8). [Invited]41

触媒材料研究部門/ Catalyst Material
Research Division■2019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・〈JSPS 外国人特別研究員〉Chong LIU/ Grazia
MALTA［2019/11/01～］
・〈博士研究員〉今健一/ Hyungwon
HAM［2019/10/01～］・〈非常勤研究員〉Abeda Sultana
TOUCHY［2019/04/01～］
・〈学術研究員〉小野寺渉・〈総合化学院/大学院博士課程〉 Sharmin Sultana POLI/Md.
Nurnobi RASHED/Md. A. R. JAMIL/Jaewan JEON/Wiyanti
Fransisca SIMANULANG・〈総合化学院/大学院修士課程〉
Kah Wei TING/Yuan JING/Feilomg XING/窪田博愛/安村駿作/栢森真吾/Yuxin LI/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・〈工学部/学部学生〉
木村綾子・〈研究生〉Yuxiang WEN/Zengwei QIN・〈技術補助員〉高橋恵美

媒組成と反応条件を用いた触媒活性予測モデルをConventional modelとした．各原子の特性を表現するため，
上記モデルに構成元素の構成比とその元素の特徴量（原子番号，原子量，周期，族，原子半径，電気陰性度等）の積を予測記述子として加えたProposed modelを作成した．回
帰手法には，XGBoost Regressor (XGB)およびExtra Tree
Regressor (ETR)を使用した．新規材料探索のための代理最適 化 モ デ ル と し て Sequential Model-based Algorithm
Configuration (SMAC)を改良したモデルを使用した．
Fig. 1に3種類のモデルを用いてC2生成物収率に対して
10-fold交差検証を行った結果を示す．触媒組成を記述子に用いた場合の予測精度は低いが，触媒組成と反応条件の両方を用いると精度は向上した．触媒分野では各実験グループが同じ条件で反応を行うことは稀である．各触媒の性能（目的物収率）が最大化される条件は触媒によって異なるため，条件の統一を強制することはできない．即ち，反応条件の統一された良質なビックデータを文献値から収集することは不可能である．逆に，同一の装置で1700 点の実験データを取得するためには多くの時間と労力を要する．触媒開発に機械学習を適用するにはハイスループット型の反応・解析装置の導入が望ましい．Proposed model
はConventional modelに比べて予測精度が改善した．精度が最も高いXGBに関して，説明変数の重要度（Fig. 2）を算出したところ，反応温度等の実験条件に関する重要度が高く評価された．触媒反応データの条件依存性が定量的に示される結果となった．Proposed Modelに関して作成した
代理最適化モデルを用いて新規触媒の予測も行った（Fig.
3）．推薦された触媒の組成は教師データには無い新規な組成であり，次に試すべき触媒として期待値が高い．

■2019年度のうごき
2019年4月にAbeda Sultana TOUCHY非常勤研究員が，また同 年 10 月 に Hyungwon HAM 博 士 研 究 員 11 月 に Grazia
MALTA博士研究員が着任した．総合化学院博士課程の4名が博士号を取得・卒業し，修士学士課程の7名が修了卒
業し，工学部学士課程の1名が卒業した．

Fig. 1 Machine learing (ML) of OCM data.

■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開発と設計指針構築を目指す．
1．触媒インフォマティックスの創成に向けて触媒設計を支援する新しい方法論の開発を目的として，
実験・理論・情報科学の融合研究を進めている．
2019年度のトピック： 触媒研究における機械学習の利用事例を総説にまとめた（《総説1》．機械学習による触媒反応データ解析に関する研究成果を以下に概説する《論文10》．
ターゲット反応に対する膨大な触媒実験データを機械学習すれば，データ先導型の触媒材料開発が可能になるかもしれない．我々は，CH4からC2H4やC2H6等のC2生成物を得る メ タ ン 酸 化 カ ッ プ リ ン グ （ OCM: Oxidative Methane
Coupling）反応に関して，触媒組成と反応条件を用いた触媒活性予測モデルを構築した．さらに，モデルを用いたデータ解析や新規触媒の探索も試みた．
様々な触媒組成・反応条件におけるOCM反応データ（C2
収率）約1700点を文献より入力してデータを作成した．触42

Fig. 2 Top 20 important descriptors for ML.

年報2019・研究室編●

Fig. 3 Recomendatation of new catalysts.
2．有機合成用固体触媒法の開発
安定な炭素-酸素結合を有する分子（CO2，カルボン酸，アミド）の水素化反応，アルコールの脱水素を鍵とする結合 形 成 反 応 （ Hydrogen-borrowing 及 び Acceptorlessdehydrogenative coupling型反応），カルボン酸誘導体の官能基変換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継続的に行っている．
2019年度のトピック： CO2水素化を低温で進行させる触媒を開発した（《論文6》）．
3．排ガス浄化用触媒の設計指針
Cuに少量のPdをドープしたCu5Pd/Al2O3触媒が，NOx還元に 高 い 活 性 ， 選 択 性 を 示 す こ と を 見 出 し た ． XR D ，
HAADF-STEM，XAFS，およびFT-IRによる解析からCu5Pd /Al2O3においてはPdはCuによって希釈され，合金中で十分に孤立していることが示された． Pd/Al2O3と比較して，
Cu5Pd/Al2O3は，NO-CO反応において優れた触媒活性とN2選択性を示しました．175 ℃の低温においてもN2収率100%を達成した．またO2およびC3H6存在下のTWC反応においても高い触媒性能が得られ，N2Oの発生を最小限に抑えることが出来た．特にCu5Pd/Al2O3はTWC反応において，10倍量のPdを有するPd/Al2O3と同程度のN2収率を示し，Pdの使用量を90％削減可能であることが分かった．また速度論的検討お
よびDFT計算の結果から，本反応においてはCuサイト上での(NO)2ダイマーのN-O結合の開裂過程が律速段階であり，孤立化されたPdによって本過程が速度論的に促進される
ことが示された．
Fig. 4にCu5Pd/Al2O3のHAADF-STEM像および粒子径分布，
EDXマッピングの結果を示す．CuとPdはfcc構造を有する合
金中に均一に分散しており，過剰のCuによってPd-Pdアン
サンブルが希釈されている様子が観察された．また平均粒子径は4.2 nmであった．またXRDパターンからも固溶体合金の形成を示す回折ピークが得られ，上記結果と矛盾しない結果が得られた．

Fig. 5 (a) FT-IR spectra of CO adsorbed on the preparedcatalysts. (b) Fourier transforms of the Pd K-edge EXAFS
spectra of the Pd-based catalysts.

Fig. 6 (a) NO conversion to N2 during the NO reduction by
CO over Pd, Cu, and Cu–Pd catalysts as a function ofreaction temperature (NO, CO: 0.5%, GHSV = 80,000 h−1).
(b) Stability test for Cu5Pd/Al2O3 in NO+CO reaction at low
temperatures (NO, CO: 0.5%, GHSV = 40,000 h−1).

Fig. 4 (a) HAADF-STEM image of Cu5Pd/Al2O3 and (b)size distribution of the nanoparticles. (c) Elemental map of
the Pd + Cu overlayer, as acquired by EDS. (d)High-resolution image of a single nanoparticle.

Fig. 7 Arrhenius-type plots obtained in NO+CO reaction
over Cu5Pd/Al2O3, Cu/Al2O3, and Pd/Al2O3 catalysts.

●年報2019・研究室編

432019年度のトピック： メチルシクロヘキサン(MCH) 脱水
素に高活性なPt3Fe触媒を見出した《論文24》．
5．典型金属触媒によるメタン・低級アルカン変換反応
触媒分野では未開拓な典型金属元素を基盤とし，メタ
ン・低級アルカン変換用固体触媒開発に取り組んでいる．

Fig. 8 Energy diagrams of NO adsorption, dimerization,and the dimer’s decomposition over pure and Pd-doped
Cu(211) surfaces. The total energy of the slab and freeNO was set to zero.
Fig. 5aに各種触媒に吸着したCOのFT-IRスペクトルを示す．Pd上ではリニア型吸着COのほかに，ブリッジ型，3-fold型吸着CO種に由来するピークが確認された一方，
Cu5Pdではリニア型COのみが観察され粒子表面に存在する
Pdは孤立していることが示された．これに対しCuPdや
Cu3Pdでは多点吸着COのピークが見られたことからPdアン
サンブルがが十分に希釈されていないことが示された．またフーリエ変換EXAFSスペクトル(Fig. 5b)を比較した結果，CuPdではPd-Cu結合に加えPd-Pd結合も確認されたが，Cu5PdにおいてはPd-Cu結合のみが確認され，バルクにおいてもPdはCuによって合金中で孤立化していることが判明した．このように，Cuの量を過剰にすることで合金中でPdを孤立化できることが示された．
各触媒を用いてNO-CO反応を行った際のNOのN2への転化率（N2収率）の温度依存性をFig. 6aに示す．Pdは200 ℃
以下の低温域ではほとんどN2 を生成しないのに対し，
Cu5PdではNOは200 ℃においても100%N2へと変換された．
また本触媒はO2存在下や三元触媒条件下（Fig. 6b）でも高い性能を示し，特に10倍量のPdを有するPd/Al2O3に対し
TWC反応において同程度の触媒性能を示した．この結果は，本触媒を用いることでPdの使用量を10分の1に低減できることを示している．
Fig. 7に各種触媒を用いてNO-CO反応を行った際のアレ
ニウス型プロットを示す．本結果から，各触媒における見かけの活性化エネルギーは，Pd: 99.6 kJ/mol，Cu: 60.8
kJ/mol，Cu5Pd: 42.7 kJ/molと求められた．これらのことからCu5Pd上ではNO-CO反応が速度論的に大幅に促進されていることが示された．
次にDFT計算を用いてCuおよびCu-Pd上でのNO分解過程を比較した結果をFig. 8に示す．Cu上ではPdの場合と異なりNOの二量化と(NO)2ダイマーにおけるN－O結合開裂を経て，N2OとOが生成することが知られている．今回はその過程がPdドープによりどのように変化するかについて比較した．その結果，N-O開裂が律速段階であることに加え，Pdドープによって本過程の活性化障壁が低下することが示された．また計算から求められた活性化障壁（Cu: 59.8
kJ/mol，Cu5Pd: 47.9 kJ/mol）は，実験で求められた見かけの活性化エネルギー（Cu: 60.8 kJ/mol，Cu5Pd: 42.7
kJ/mol）と良い一致を示した．(NO)2ダイマーの吸着状態を比較すると，Pdドープにより(NO)2ダイマーの吸着が不安定化しており，それによって相対的に活性化障壁が低下することにより反応が促進されたと考えられる．
4．合金触媒を用いた高効率分子変換系の開拓
合金材料を用いることで，単金属触媒では困難な分子変換を達成する研究を行っている．

44

2019 年度のトピック：固体表面に生成する金属ヒドリド
種(表面金属ヒドリド)は，40 年以上前から固体触媒による水素化・脱水素反応の活性点として理解されている．しかしながら，固体触媒表面の複雑さと金属ヒドリドの不安定性により，その構造並びに触媒機能の解明は，重要かつ困難な研究である．
我々は，インジウムを導入した CHA ゼオライト(In-CHA)
を高温，H2 雰囲気下で処理すると In ヒドリド種が生成することを見出した．In-CHA を H2 雰囲気，500 ˚C で処理した後，大気非暴露下にて IR 測定を行った．In−H の伸縮振動(ν(In−H))に帰属できるバンドが 1720 cm-1 付近に観測された．CHA 内の各イオン交換サイト上の[InH2]+ 及び[InH]2+モデルの ν(In−H)の振動数計算を行い，実験値と比較したところ，[InH2]+が主に生成していることが分かった(Fig. 9)．

Fig. 9 Formation of [InH2]+ ions in CHA zeolites
発見した表面 In ヒドリドの触媒作用を調べるために，
In-CHA を含む種々の触媒を用い，エタン脱水素反応を行った．In-CHA 触媒の反応初期のエチレン選択性は 96%と高く，少なくとも 90 時間エチレン生成速度を保持し，優れた脱水素触媒能を示した．反応後の In-CHA は焼成及び再還元処理を行うことで，活性及び選択性を保持したまま再利用可能である．一方，同条件にて Pt 系合金触媒を用いると，反応初期のエチレン選択性は 80%と低く，反応時間の延長に伴いエチレン生成速度は低下した．反応初期の触媒を調べると，白金系触媒は炭素析出とそれに伴う触媒の黒色化が観察されたが，In-CHA 触媒ではほとんど見られなかった(Fig. 10)．

Fig. 10 (a) Time course of C2H4 formation rate of In-CHA
and PtSn/Al2O3 and (b) the catalysts after the 2 h reaction.
一般的な金属イオン上でのエタン結合活性化と表面金属
ヒドリド上での活性化を比較するために，In+イオン及び[InH2]+イオン上での脱水素反応の遷移状態計算を行った．
[InH2]+イオンのエタン活性化能の方が高く，また，エタ
ンの C−H 結合開裂の活性化エネルギーの計算値が実験から得られる値と一致したことから，表面 In ヒドリドが触媒活性種であることが裏付けられた．実験と理論の密な融合により，ゼオライト内の新たなインジウムヒドリドの構

年報2019・研究室編●

造と優れた脱水素触媒作用の解明に成功した．《論文 1》．
本成果に加えて，CHA ゼオライト内に In 酸化物ダイマーを合成し，室温でのメタン部分酸化に活性を示すことを明らかにした．
《論文 15》■学内外の研究者との共同研究（2019年度）
関西大学化学生命工学部近藤亮太助教「合金化-水素化不均化プロセスによる新規合金触媒の高温耐久性評価」/
名古屋大学工学研究科大山順也助教「ガス吸着により形態制御したPtナノ粒子触媒の機能探索」■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(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) Vervoorts, P.; Schneemann, A.; Hante, I.; Pirillo, J.;
Hijikata, Y.; Toyao, T.; Kon, K.; Shimizu, K.; Nakamura, T.;
Noro, S.; Fischer, R. A. Coordinated Water as New Binding
Sites for the Separation of Light Hydrocarbons in
Metal-Organic Frameworks with Open Metal Sites. ACS
Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 9448-9456.
(3) Inukai, S.; Ishikawa, S.; Tanabe, T.; Jing, Y.; Toyao, T.;
Shimizu, K.; Ueda, W. Thermally Induced Transformation of
Sb-containing Trigonal Mo3VOx to Orthorhombic Mo3VOx
and its Effect on the Catalytic Ammoxidation of Propane.
Chem. Mater. 2020, 32, 1506-1516.
(4) Kubota, H.; Liu, C.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Ogura, M.;
Nakazawa, M.; Inagaki, S.; Kubota, Y.; Shimizu, K.
Formation and Reactions of NH4NO3 during Transient andSteady-State NH3-SCR of NOx, over H-AFX Zeolites:
Spectroscopic and Theoretical Studies. ACS Catal. 2020, 10,2334-2344.
(5) 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 the Three-Way Catalysis of
La-Loaded Al2O3-Supported Pd Catalysts (Pd/La/Al2O3).
ACS Catal. 2020, 10, 1010-1023.
(6) 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.
(7) Eijima, W.; Shibata, G.; Kobashi, Y.; Koiwai, R.; Ogawa,
H.; Shimizu, K.; Kusaka, J. Kinetic Modeling ofAmmonia-SCR and Experimental Studies over Monolithic
Cu-ZSM-5 Catalyst. SAE Technical Paper, 2019-01-0024.
(8) Jamil, Md. A.R.; Touchy, A. S.; Poly, S. S.; Rashed, N.;
Siddiki, S.M.A. H.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
High-silica Hβ zeolite catalyzed methanolysis of triglycerides
to form fatty acid methyl esters (FAMEs). Fuel Processing
Technology 2020, 197, 106204.
(9) Jamil, Md. A.R.; Touchy, A. S.; Chaudhari, C.; Jeon, J.;
Siddiki, S.M.A. H.; Toyao, T.; Shimizu, K., Selective
C3-alkenylation of oxindole with aldehydes using
heterogeneous CeO2 catalyst. Chinese J. Catal. 2020, 41,
970-976(10) Suzuki, K.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Takakusagi, S.;
Shimizu, K.; Takigawa, I. Statistical Analysis and Discovery
of Heterogeneous Catalysts Based on Machine Learning fromDiverse Published Data. ChemCatChem 2019, 11,4537-4547.
(11) Kamachi, T.; Tatsumi, T.; Toyao, T.; Hinuma, Y.; Maeno,Z.; Takakusagi, S.; Furukawa, S.; Takigawa, I.; Shimizu, K.

●年報2019・研究室編

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.
(12) Toyao, T.; Ting, K. W.; Siddiki, S.M.A. H.; Touchy, A.
S.; Onodera, W.; Maeno, Z.; Ariga-Miwa, H.; Kanda, Y.;
Asakura, K.; Shimizu, K. Mechanistic study of the selectivehydrogenation of carboxylic acid derivatives over supported
rhenium catalysts. Catal. Sci. Technol. 2019, 9, 5413-5424.
(13) Poly, S. S.; Jamil, Md. A.R.; Touchy, A. S.; Yasumura,S.; Siddiki, S.M.A. H.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
Acetalization of glycerol with ketones and aldehydes
catalyzed by high silica Hβ zeolite. Mol. Catal. 2019, 479,
110608.
(14) Rashed, Md. N.; Siddiki, S.M.A. H.; Touchy, A. S.; Jamil,
Md. A.R.; Poly, S. S.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
Direct Phenolysis Reactions of Unactivated Amides into
Phenolic Esters Promoted by a Heterogeneous CeO2 Catalyst.
Chem. Eur. J. 2019, 25, 10594-10605(15) Maeno, Z.; Yasumura, S.; Liu, C.; Toyao, T.; Kon, K.;
Nakayama, A.; Hasegawa, J.; Shimizu, K. Experimental andtheoretical study of multinuclear indium-oxo clusters in CHA
zeolite for CH4 activation at room temperature.
Phys.Chem.Chem.Phys. 2019, 21, 13415-13427(16) Simanullang, W. F.; Itahara, H.; Takahashi, N.; Kosaka,
S.; Shimizu, K.; Furukawa, S. Highly active andnoble-metal-alternative hydrogenation catalysts prepared bydealloying Ni-Si intermetallic compounds. Chem. Commun.
2019, 55, 13999-14002.
(17) Furukawa, S.; Yi, P.; Kunisada, Y.; Shimizu, K.
Extraordinarily large kinetic isotope effect on alkene
hydrogenation over Rh-based intermetallic compounds. Sci.
Technol. Adv. Mater. 2019, 20, 806-812(18) Xing, F.; Jeon, J.; Toyao, T.; Shimizu, K.; Furukawa, S.
A Cu-Pd single-atom alloy catalyst for highly eﬃcient NO
reduction. Chem. Sci. 2019, 10, 8292-8298.
(19) 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 byusing Heterogeneous Catalysis. ChemSusChem 2019, 12,3115-3125.
(20) Jamil, Md. A. R.; Touchy, A. S.; Rashed, Md. N.; Ting, K.
W.; Siddiki, S.M.A. H.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Shimizu, K.
N-Methylation of Amines and Nitroarenes with Methanol
Using Heterogeneous Platinum Catalysts. J. Catal. 2019, 371,
47-56.
(21) Inomata, Y.; Hata, S.; Mino, M.; Kiyonaga, E.; Morita,
K.; Hikino, K.; Yoshida, K.; Kubota, H.; Toyao, T.; Shimizu,
K.; Haruta, M.; Murayama, T. Bulk Vanadium Oxide versus
Conventional V2O5/TiO2: NH3-SCR Catalysts Working at a
Low Temperature Below 150 °C. ACS Catal. 2019, 9,9327-9331.
(22) Shibata, G.; Eijima, W.; Koiwai, R.; Shimizu, K.;
Nakasaka, Y.; Kobashi, Y.; Kubota, Y.; Ogura, M.; Kusaka, J.
NH3-SCR by monolithic Cu-ZSM-5 and Cu-AFX catalysts:
Kinetic modeling and engine bench tests. Catal. Today 2019,
332, 59-63.
(23) Nakasaka, Y.; Kanda, T.; Shimizu, K.; Kon, K.; Shibata,G.; Masuda, T. Micropore diffusivities of NO and NH3 in
Cu-ZSM-5 and their effect on NH3-SCR. Catal. Today 2019,
332, 64-68.
(24) Nakaya, Y.; Miyazaki, M.; Yamazoe, S.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Active, Selective, and Durable Catalyst for
Alkane Dehydrogenation Based on Well-designed Trimetallic
Alloy. ACS Catal. 2020, 10, 5163-5172.

45

(25) Wang, Y.; Furukawa, S.; Song, S.; He, Q.; Asakura, H.;
Yan, N. Catalytic production of alanine from waste glycerol.
Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 2289-2293.
(26) Wang, Y.; Furukawa, S.; Yan, N. Identification of an
Active NiCu Catalyst for Nitrile Synthesis from Alcohol.
ACS Catal. 2019, 9, 6681-6691.
(27) Torimoto, M.; Ogo, S.; Harjowinoto, D.; Higo, T.; Seo, J.
G.; Furukawa, S.; Sekine, Y. Enhanced Methane Activation
on Diluted Metal-Metal Ensembles under an Electric Field:
Breakthrough in Alloy Catalysis. Chem. Commun. 2019, 55,
6693-6695.
(28) Itahara, H.; Simanullang, W. F.; Takahashi, N.; Kosaka,S.; Furukawa, S. Na-Melt Synthesis of Fine Ni3Si Powders asa Hydrogenation Catalyst. Inorg. Chem. 2019, 58,
5406-5409.
(29) Miyazaki, M.; Furukawa, S.; Takayama, T.; Yamazoe, S.;
Komatsu, T. Surface Modification of PdZn Nanoparticles via
Galvanic Replacement for the Selective Hydrogenation ofTerminal Alkynes. ACS Appl. Nano Mater. 2019, 2,
3307-3314.
総説/解説/報告(1) 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.
(2) Wang, Y.; Furukawa, S.; Fu, X.; Yan, N. Organonitrogen
Chemicals from Oxygen-Containing Feedstock over
Heterogeneous Catalysts. ACS Catal. 2020, 10, 311-335.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) 清水研一：「オペランド分光と計算化学を用いたCuゼ
オライト上のアンモニア脱硝機構解析」，第124回触媒討論会(長崎)（2019/9/19）．
［依頼講演］(2) 清水研一：「Machine Learning and DFT calculations
for Catalysis Informatics」,統合物質機構・第 3 回国
際シンポジウム（名古屋）（2020/2/1）．
［依頼講演］(3) Furukawa, S: "Novel Concept for Catalyst Design based on
Alloy Materials" Southeast Asia Catalysis Conference 2019,
Singapore (2019/5/24). [Keynote Lecture]46(4) Furukawa, S: "Novel Concept for Catalyst Design based on
Alloy Materials" ETH-ICAT joint symposium on catalysis,
Hönggerberg, Switzerland (2019/9/11). [Invited Lecture](5) Furukawa, S: "Novel Concept for Catalyst Design based on
Intermetallic
Compounds"
International
Symposium
Intermetallic Compounds in Catalysis, Chemnitz, Germany(2019/9/19). [Keynote Lecture](6) 古川森也：「金属反応場の精密設計―現状と展望―」，
触媒材料の金属学研究会第 4 回ミニシンポジウム，(東京)（2019/12/9）.［依頼講演］(7) 鳥屋尾隆：「触媒関連分野におけるデータ科学の応用例」，先端化学・材料技術部会 高選択性反応分科会講演会(東京)（2019/7/8）.［依頼講演］(8) Toyao, T: "Selective hydrogenation of carboxylic acidderivatives and CO2 over supported metal catalysts"
ETH-ICAT joint symposium on catalysis, Hönggerberg,
Switzerland (2019/9/11). [Invited Lecture](9) 鳥屋尾隆：「固体触媒を用いた二酸化炭素水素化による低温メタノール合成」，石油学会 第 19 回北海道支部
講演会(北海道)（2019/9/26）.［依頼講演］(10) 鳥屋尾隆：「機械学習を用いた固体触媒研究」，第５回触媒インフォマティクスシンポジウム(東京)（2019/11/12）.［依頼講演］(11) Shimizu, K.: "Ceria-catalyzed transformations of amides,
esters, and nitriles" ACS Fall 2019 National Meeting, San
Diego, USA, (2019/8/26). [Invited Lecture](12) Shimizu, K.: "Heterogeneous catalysis for selective
transformations of alcohols, carboxylic acid derivatives andCO2" IUPAC 2019, Paris, France (2019/7/9). [Invited
Lecture](13) Maeno, Z.: "Heterogeneously-catalyzed Dehydrogenative
Coupling Reactions of Phenolic Compounds Using O2 as Green
Oxidant" World Chemistry Forum 2019, Barcelona, Spain(2019/5/23). [Invited Lecture]

年報2019・研究室編●

光触媒科学研究部門/ Photocatalysis
Research Division■2019年度の構成員〈教授〉大谷文章・〈訪問外国人教授〉Xintong ZHANG［2019/04/16～2019/05/11］
・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈助教〉高島舞・〈共同研究フェロー〉高瀬舞・〈秘書（技術補佐員）〉青木加苗・〈秘書（技術補助員）〉高橋真梨
奈・〈技術補助員〉黒河雄幸［2019/08/01～］/佐々木未希［～2019/06/27］/村山恭子・〈博士研究員〉木村摩耶/Pradudnet KETWONG ・ 〈 訪 問 博 士 研 究 員 〉 Marta
PASZKIEWICZ-GAWRON［～2019/05/01］・〈訪問研究員〉Kunlei WANG・〈訪問大学院生〉Tamer KHEDR/Marek
Piotr KOBYLANSKI［2019/05/23～2019/05/30］/Marcelo
DOMINGOS ［ 2019/06/07 ～ 2019/12/20 ］ /Kasimanat
VIBULYASEAK ［ ～ 2019/05/30 ］ /Preeya UNWISET［ 2019/08/01 ～ 2019/09/30 ］ ・ 〈 訪 問 学 生 〉 Clemence
CAZALS［2019/04/18～2019/06/26］/Pichnaree SAKUNA［ 2020/01/06 ～ ］ /Marine REGNIER ［ 2019/04/18 ～2019/06/26］・〈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〈環境科学院/大学
院 修 士 課 程 〉 Fitri Rizki AMALIA/Linfu JIANG ［ ～2019/10/31 ］/Yumin LI ［ ～2019/09/30 ］/ 小 池 沙 耶 佳/Xuezhi ZHU/Dong ZHANG ・ 〈 研 究 生 〉 Lei WANG
［2019/10/01～］/Li WANG［2019/10/01～］/Chunyu ZHAO［～2019/09/30］■2019年度のうごき
教員，秘書，博士研究員および学術研究員は2018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）として佐々木未希と村山恭子が昨年度よりひきつづき，黒河雄幸が8月より勤務している．
企業（共同研究/受託研究），国内外の大学（国際共同研究，
共同利用・共同研究ほか）から多数の研究員や大学院生が短期あるいは長期（1年程度）滞在した．2019年4月に修士課程大学院生（環境科学院環境物質科学専攻）3名が加入した．また，2019年10月から2名の中国人留学生が研究生として加入し，2020年2月の大学院入試を受験した．2019
年9月にFitri Rizki AMALIAとYumin LIが修士課程を修了
し，Fitri Rizki AMALIAが博士課程に進学した．なお，1
名の修士課程の留学生がさかのぼって入学を取り消され，研究室を離れた．また，1名の研究生（留学生）が大学院進学を断念して帰国した．

●年報2019・研究室編■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47

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．
2019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6,8/ 著書1,2/ 解説1 ～5/講演
3,6,7,11,12,15,17,22～25,27,29,31,32,36,41,42》．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《受賞1》．

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

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．

48

年報2019・研究室編●

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．
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●年報2019・研究室編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．
2019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2,5,7,9/著書1,2/総説2/
講演1～4,6,9,15,19,22～25,27,28,32～33,36,38,39,42～44》．
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49

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．
2019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 ～ 4/ 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《受賞1》．
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.

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．
2019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1,2/解説3/講演》．（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41/受賞2》．
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

50■学内外の研究者との共同研究（2019年度）
マ ン チ ェ ス タ ー 大 学 （ UK ） Peter KELLY 教 授 ・ Marina
RATOVA博士「酸化ビスマス－酸化チタン複合光触媒の構造評価」《論文1》/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/講演10》/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3,6》/Université Paris
Saclay（フランス）Nathalie Herlin-Boime教授「グラフェン
担持光触媒の調製と光触媒活性」/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5》/九州大学（福岡）笹木圭子教授「各種光触媒の電子トラップ密度分布解
析」《論文7,9》/北海道大学触媒科学研究所（札幌）朝倉清髙教授「金属酸化物光触媒の電子構造に関する研究」《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」《講演38》/VISTEC（Vidyasirimedhi Institute of. Science and Technology・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」《講演42》/九州工業大学（北九州）村上直也准教授「光音響分光法に関する研究」《講演43》■2019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) Ratova, M.; Tosheva, L.; Kelly, P. J.; Ohtani, B.
Characterisation and properties of visible light-active bismuthoxide-titania composite photocatalysts. Sust. Mater. Tech.
2019, 22, e00112.《2》(2) 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 Vis lightactivity and magnetic separability. Catal. Today in press. 《4》(3) Mendez Medrano, M. G.; Kowalska, E.; Endo-Kimura, M.;
Wang, K.; Ohtani, B.; Bahena Uribe, D.; Rodriguez Lopez,
J.; Remita, H. Inhibition of Fungal Growth using Modified
TiO2 with Core@Shell Structure of Ag@CuO Clusters. ACS
Appl. Bio Mater. 2019, 2, 5626-5633. 《4》(4) Wang, K.; Endo-Kimura, M.; Belchi, R.; Zhang, D.;
Habert, A.; Boucle, J.; Ohtani, B.; Kowalska, E.;
Herlin-Boime, N. Carbon/graphene-modified titania withenhanced photocatalytic activity under UV and vis
irradiation. Materials 2019, 12, 4158-4176. 《4》(5) Unwiset, P.; Chen, G.; Ohtani, B.; Chayakul
Chanapattharapol, K. Correlation of the Photocatalytic
Activities of Cu, Ce and/or Pt-Modified Titania Particles with
their Bulk and Surface Structures Studied by Reversed
Double Beam Photoacoustic Spectroscopy. Catalysts 2019, 9,1010-1022. 《2》(6) Wei, Z.; Endo-Kimura, M.; Colbeau-Justin, C.; Ohtani, B.;
Kowalska, E. Octahedral Anatase Titania as Efficient

年報2019・研究室編●

Photocatalyst: Influence of Preparation Conditions. J.
Nanosci. Nanotech. 2020, 20, 1278-1287. 《1》(7) Chuaicham, C.; Karthikeyan, S.; Song, J. T.; Ishihara, T.;
Ohtani, B.; Sasaki, K. Importance of ZnTiO3 phase in
ZnTi-mixed metal oxide photocatalysts derived from layered
double hydroxide. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12,9169-9180. 《2》(8) 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, 22, 2615
-2621. 《1》(9) Chuaicham, C.; Karthikeyan, S.; Ohtani, B.; Sasaki, K.
Energy-resolved distribution of electron traps for O/S-dopedcarbon nitrides by reversed double-beam photoacoustic
spectroscopy and the photocatalytic reduction of
Cr(VI). Chem. Commun. published. 《2》著書(1) Ohtani, B. Scientific Evaluation Methods in Photocatalysis
Studies. Handbook of Self-Cleaning Surfaces and Materials:
From Fundamentals to Applications, Wiley-VCH, published.
《1/2/3》(2)高島舞・大谷文章 光触媒が一番わかる. 2019，176.
《1/2/3》
総説/解説/報告(1) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.; Takashima, M.
Identification and Detailed Characterization of Metal Oxide
Powders as a Fundamental Chemical Product. KnE Social
Sciences 2019, 787-795. 《1/2》(2)大谷文章 光触媒レミニセンス（1）銀の析出と酸素生
成. 光触媒 2019，58，28-57. 《1》(3)大谷文章 光触媒レミニセンス（2）有機合成. 光触媒
2019，59，22-63. 《1》(4)大谷文章 光触媒レミニセンス（3）水素発生と水酸ラジカル. 光触媒 2019，60，44-75. 《1》(5)大谷文章 光触媒レミニセンス（4）作用スペクトルと
光強度依存性. 光触媒 64，印刷中《1/3》(6) Wang, K.; Janczarek, M.; Wei, Z.; Raja-Mogan, T.;
Endo-Kimura, M.; Khedr, T.; Ohtani, B.; Kowalska, E.
Structure- and Crystalline Composition-Governed Activity ofTitania-based
Photocatalysts:
Overview
andPerspective. Catalysts 2019, 9, 1054-1083. 《1》招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Ohtani, B.: "Identification and Characterization ofMetal-oxide Materials Using Newly Developed Reversed
Double-beam Photoacoustic Spectroscopy" The 24th Topical
Meeting of International Society of Electrochemistry (ISE),
Merida, Mexico (2019/04/07-10 [2019/04/08]). [Invited Talk]《2》(2) Ohtani, B.; Takashima, M.: "Multielectron-transfer
Kinetics in Photocatalytic Oxidation of Water and Reductionof Oxygen" The 24th Topical Meeting of International
Society of Electrochemistry (ISE), Merida, Mexico(2019/04/07-10 [2019/04/08]). 《2/3》(3) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.; Takashima, M.: "Designof Heterogeneous Photocatalysis Based on Energy-resolved
Distribution of Electron Traps" 17th Korean-Japan
Symposium on Catalysis, Jeju, Korea (2019/05/20-22[2019/05/21]). 《1/2》●年報2019・研究室編(4) Ohtani, B.; Takashima, M.: "Multielectron-transfer
Kinetics in Photocatalytic Oxidation of Water and Reductionof Oxygen" International Conference on Photocatalysis andPhotoenergy 2019 (ICoPP 2019), Incheon, Korea(2019/05/22-25 [2019/05/24]). [Invited Talk] 《3》(5) Ohtani, B.; Shen, Y.; Nitta, A.; Takashima, M.: "Interfacial
charge-transfer excitation at an anatase-rutile junction: A
hypothesis"
235th
ECS
Meeting,
Dallas,USA(2019/05/26-31 [2019/05/29]). [Invited Talk] 《3》(6) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.; Takashima, M.: "Designof heterogeneous photocatalysis based on energy-resolved
distribution of electron traps" 235th ECS Meeting, Dallas,
USA (2019/05/26-31 [2019/05/28]). 《1/2》(7) Ohtani, B.; Takashima, M.: "Effect of particle size on
photocatalytic
reactionkinetics
includingmultielectron-transfer processes" 235th ECS Meeting, Dallas,
USA (2019/05/26-31 [2019/05/28]). [Invited Talk] 《1/3》(8) Takashima, M.; Takeuchi, S.; Ketwong, P.; Hori, H.;
Yamada, C.; Ohtani, B.: "Kinetic analyses of water-oxygen
reactions in heterogeneous photocatalysis: Approach withlight intensity dependence analysis" The 2019 E-MRS Spring
Conference, Nice, France (2019/05/27-31 [2019/05/28]).
[Invited Talk] 《3》(9) Ohtani, B.; Nitta, A.; Shen, Y.; Takashima, M.:"Energy-resolved density of electron traps in metal-oxidematerials as a comprehensive macroscopic measure for
identification and characterization" 3rd International
Symposium on Anodizing Science and Technology(AST2019), Awaji (2019/06/02-05 [2019/06/04]). [InvitedTalk] 《2》(10) Bielan, Z.; Kowalska, E.; Ohtani, B.; Zielisnka-Jurek, A.:"MAGNETICALLY SEPARABLE AND VISIBLE LIGHT
ACTIVEPHOTOCATALYSTSFOR
EFFECTIVEPOLLUTANTS DEGRADATION" 6th European Conference
on Environmental Applications of Advanced Oxidation
Processes (EAAOP-6),
Portoroz-Portorose, Slovenia(2019/06/26-30 [2019/06/26]). 《4》(11)大谷文章：「光触媒反応・総論」，2019年北の国触媒塾，
北 海 道 大 学 創 成 科 学 研 究 棟 5F 大 会 議 室 （ 札 幌 ）（2019/07/13）.［依頼講演］《1》(12) Ohtani, B.: "Fundamental Studies on Heterogeneous
Photocatalysis to Go beyond Band-structure Model"International Symposium on Advanced Catalysis andMaterial Science, Sapporo, Japan (2019/07/30). [Invited
Lecture] 《1》(13) Endo-Kimura, M.; Wei, Z.; Wang, K.; Ohtani, B.;
Kowalska, E.: "Surface plasmon-driven inactivation of
microorganisms and decomposition of organic compounds on
mono- and bi-metal (Au/Ag)-modified titania" International
Symposium on Advanced Catalysis and Material Science,
Sapporo, Japan (2019/07/30). 《4》(14) Zhu, X.; Takashima, M.; Ohtani, B.: "Multielectron
water-oxidation
kinetics
intungsten(VI)-oxide
photocatalysis:Lightintensity-dependence
analysis"International Symposium on Advanced Catalysis andMaterial Science, Sapporo, Japan (2019/07/30). 《3》(15) Ohtani, B.; Nitta, A.; Takase, M.; Takashima, M.:"DESIGN OF HETEROGENEOUS PHOTOCATALYSISBASED ON ENERGY-RESOLVED DISTRIBUTION OF
ELECTRON TRAPS" 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis(APCAT-8),
Bangkok,Thailand(2019/08/04-07[2019/08/06]). 《1/2》(16) Takashima, M.; Yamada, C.; Ohtani, B.:"LIGHT-INTENSITY DEPENDENCE ANALYSIS TO
UNCOVER MULTIELECTRON OXYGEN-REDUCTION

51

MECHANISM BY PLATINUM-LOADED TUNGSTEN(VI)OXIDE" 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis (APCAT-8),
Bangkok, Thailand (2019/08/04-07 [2019/08/05]). 《3》(17) Takashima, M.; John, B.; Ohtani, B.: "TEMPERATURECONTROLLED-XRD
STUDIESON
ANATASE-TO-RUTILE
CRYSTALLINE-PHASE
TRANSITION OF TITANIA PARTICLES" 8th Asia-PacificCongress on Catalysis (APCAT-8), Bangkok, Thailand(2019/08/04-07 [2019/08/05]). 《1》(18) Ketwong, P.; Takeuchi, S.; Takashima, M.; Ohtani, B.:"MULTIELECTRON TRANSFER IN PHOTOCATALYTIC
OXYGEN EVOLUTION BY TITANIUM(IV) OXIDEPARTICLES" 8th Asia-Pacific Congress on Catalysis(APCAT-8),
Bangkok,Thailand(2019/08/04-07[2019/08/07]). 《3》(19) Ohtani, B.: "Identification and Characterization of
Semiconducting Materials Using Newly Developed Reversed
Double-beam Photoacoustic Spectroscopy" International
Symposium on Nanomaterials 2019, Rayong, Thailand(2019/08/08). [Invited Talk] 《2》(20) Takashima, M.; Yamada, C.; Ohtani, B.: "Mechanism ofmultielectron reduction of oxygen in photocatalytic organics
decomposition by platinized tungstena" International
Symposium on Nanomaterials 2019, Rayong, Thailand(2019/08/08). [Invited Talk] 《3》(21) Ketwong, P.; Takeuchi, S.; Takashima, M.; Ohtani, B.:"Digitally controlled kinetics of photocatalytic oxygen
evolution by suspended titania particles" International
Symposium on Nanomaterials 2019, Rayong, Thailand(2019/08/08). [Invited Talk] 《3》(22) Ohtani, B.: "Identification and Characterization of
Semiconducting Materials Using Newly Developed Reversed
Double-beam Photoacoustic Spectroscopy" Seminar at Maejo
University, Chiang Mai, Thailand (2019/08/09). [InvitedTalk] 《1/2》(23) Ohtani, B.: "Identification and Characterization of
Semiconducting Materials Using Newly Developed Reversed
Double-beam Photoacoustic Spectroscopy" Seminar at
Department of Chemistry, Faculty of Science, Khon Kaen
University, Khon Kaen, Thailand (2019/08/13). [Invited Talk]《1/2》(24) Ohtani, B.: "Identification and Characterization of
Semiconducting Materials Using Newly Developed Reversed
Double-beam Photoacoustic Spectroscopy" Seminar at
Faculty of Science, Mahidol University, Bangkok, Thailand(2019/08/14). [Invited Talk] 《1/2》(25) Ohtani, B.: "Design of Heterogeneous Photocatalysis
Based on Energy-resolved Distribution of Electron Traps:
Novel Approach beyond the Band-Structure Model" 7thInternational Conference on Semiconductor Photochemistry(SP7), Milan, Italy (2019/09/11-14 [2019/09/14]). [Plenary
Lecture] 《1/2》(26) Ohtani, B.: "Effect of Particle Size on Photocatalytic
Reaction
Kinetics
IncludingMultielectron-transfer
Processes" International Functional Nanomaterials andNanodevice Conference 2019 (Nanomat2019), Prague, Czech(2019/09/11-13 [2019/09/11]). [Plenary Talk] 《3》(27) Ohtani, B.: "Novel Approach of Functional-material
Design Based on Electron Trap-distribution Analysis"
Seminar at Department of Chemistry, Torino, Italy(2019/09/16). [Invited Talk] 《1/2》(28)大谷文章：「無機固体材料「同定」のこころみ（電子トラップ密度分布解析にもとづく無機固体材料評価法の開発）」，第80回応用物理学会秋季学術講演会記念シン

52

ポジウム，北海道大学札幌キャンパス（札幌）（2019/09/20）. [招待講演] 《2》(29) Ohtani, B.: "Novel Mechanistic Concepts ofHeterogeneous Photocatalysis to Go beyond Band-structure
Model" The 24th International Conference on Semiconductor
Photocatalysis and Solar Energy Conversion (SPASEC-24),
Niagara Falls, Canada (2019/10/14-17 [2019/10/14]). [InvitedTalk] 《1》(30) Endo-Kimura, M.; Wei, Z.; Wang, K.; Mizobuchi, A.;
Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Surface Plasmon-driven
Inactivation of Microorganisms and Decomposition ofOrganic
Compoundson
Monoand
Bi-metal(Au/Ag)-modified Titania" The 24th International Conference
on Semiconductor Photocatalysis and Solar Energy
Conversion(SPASEC-24), Niagara
Falls,
Canada(2019/10/14-17 [2019/10/16]). [Invited Talk] 《4》(31) Bahnemann, D.; Guillard, C.; Minero, C.; Ohtani, B.;
Pichat, P.: "PANEL DISCUSSION - I Do We Really Know
the Mechanism(s) of Semiconductor Photocatalysis Yet?" The
24thInternational
Conferenceon
Semiconductor
Photocatalysis and Solar Energy Conversion (SPASEC-24),
Niagara Falls, Canada (2019/10/14-17 [2019/10/14]). [InvitedTalk] 《1》(32) Ohtani, B.: "Novel Approach of Efficient-Photocatalyst
Design Based on Electron Trap-distribution Analysis"
Seminar in Department of Chemistry, Guelph, Canada(2019/10/17). [Invited Talk] 《1/2》(33)大谷文章：「固体物質の指紋－「おなじ/似ている/ちがう」を考える」，応用化学科コロキウム，山口東京理科大学工学部（山陽小野田）（2019/10/25）.［依頼講演］《2》(34) Ohtani, B.: "Identification of photocatalyst material using
newly developed reversed double-beam photoacoustic
spectroscopy" Workshop - Photocatalysis-advances in waterand environmental remediation, Abu Dhabi, UAE(2019/10/30-31 [2019/10/30]) [Guest Speaker] 《2》(35) Ohtani, B.: "Light intensity-dependence analysis for
multielectron transfer process in photocatalytic reactions"
Workshop - Photocatalysis-advances in water andenviron-mental
remediation,
Abu
Dhabi,
UAE(2019/10/30-31 [2019/10/30]). [Guest Speaker] 《3》(36) Ohtani, B.: "Novel Approach of Efficient-Photocatalyst
Design Based on Electron Trap-distribution Analysis"
Seminar at Department of Chemistry, Muscat, Oman
(2019/11/07). [Invited Talk] 《1/2》(37) Takashima, M.; Ketwong, P.; Takeuchi, S.; Ohtani, B.:"MECHANISTIC
STUDY
ONTITANIA-PHOTOCATALYZED WATER OXIDATION
THROUGH
LIGHT
INTENSITY-DEPENDENCE
ANALYSIS" International Conference on Artificial
Photosynthesis-2019(ICARP2019),
Hiroshima(2019/11/20-24 [2019/11/21]). 《3》(38) Sano, K.; Kuttassery, F.; Yamakata, A.; Ohtani, B.;
Shimada, T.; Tachibana, H.; Ishida, T.; Takagi, S.; Inoue, H.:"SYNTHESIS AND IDENTIFICATION OF TITANIUMOXIDE NANOPARTICLE FOR MOLECULAR CATALYSTSENSTIZEDARTIFICIAL
PHOTOSYNTHESISSYSTEMS" International Conference on Artificial
Photosynthesis-2019(ICARP2019),
Hiroshima(2019/11/20-24 [2019/11/22]). 《2》(39) Ohtani, B.: "Design of Heterogeneous Photocatalysis
Based on Energy-resolved Distribution of Electron Traps"
The 3rd International Symposium on Recent Progress ofEnergy and Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 3),

年報2019・研究室編●

Tokyo, Japan (2019/11/29-30 [2019/11/30]). [Invited Talk]《2》(40) Takashima, M.; Yamada, C.; Ohtani, B.: "Light
intensity-dependence analysis on photocatalytic oxygen
reduction by platinum-loaded tungsten oxide" The 3rdInternational Symposium on Recent Progress of Energy andEnvironmental Photocatalysis (Photocatalysis 3), Tokyo,
Japan (2019/11/29-30 [2019/11/29]). 《3》(41) Amalia, F. R.; Takashima, M.; Ohtani, B.: "Formaldehyde
as Key Compound for Facile and Reliable Method to
Evaluate Photocatalytic Activity " The 3rd International
Symposium on Recent Progress of Energy andEnvironmental Photocatalysis (Photocatalysis 3), Tokyo,
Japan (2019/11/29-30 [2019/11/29]). 《Poster Award》《1》(42) Vibulyaseak, K.; Ohtani, B.; Ogawa, M.: "Photocatalytic
activity of the anatase nanoparticle supported mesoporous
silica" The 3rd International Symposium on Recent Progressof Energy and Environmental Photocatalysis (Photocatalysis
3), Tokyo, Japan (2019/11/29-30 [2019/11/29]). 《1/2》(43) Ohtani, B.; Nitta, A.; Murakami, Y.; Takase, M.;
Takashima, M.: "Surface Structure-sensitive Macroscopic●年報2019・研究室編

Electron-trap Distribution Analysis Through Reversed
Double-beam Photoacoustic Spectroscopy" The 81st Okazaki
Conference: Forefront of Measurement Technologies for
Surface Chemistry and Physics in Real-Space, k-Space, andReal-Time, Okazaki (2019/12/02-04 [2019/12/02]). 《2》(44)大谷文章：「固体材料『同定』のこころみ－電子トラップ密度解析による固体構造評価」，日本分析化学会北海道支部2019年度公開セミナー，室蘭工業大学大学会館
多目的ホール（室蘭）（2019/12/13）.［依頼講演］《2》
受賞(1) Raja-Mogan, T.：「Titania Inverse-opal Photonic Crystals
Incorporating a Gold Nanoparticle in Each Void Space forLight-harvesting Enhancement」，第38回固体・表面光化学討論会，宮崎大学（宮崎）（2019/11/21-22 [2019/11/22]）.
《優秀発表賞》《1》(2) Amalia, F. R.: "Formaldehyde as Key Compound for Facile
and Reliable Method to Evaluate Photocatalytic Activity "The 3rd International Symposium on Recent Progress ofEnergy and Environmental Photocatalysis (Photocatalysis 3),
Tokyo, Japan (2019/11/29-30 [2019/11/29]). 《Poster Award》《3》53

分子触媒研究部門/Molecular Catalyst
Research Division■2019年度の構成員〈教授〉高橋保・〈客員教授〉小笠原正道・〈研究支援推進 教 授 〉 笠 原 二 郎 ・ 〈 博 士 研 究 員 〉 Qiang LIU ［ ～2020/01/31］・〈生命科学院/大学院博士課程〉Yan Zhou
CHEN/坂東正佳・〈外国人研究員〉Chen HUI［2019/08/07～］/Zheng YANG［2019/08/07～］・〈薬学部/学部学生〉
足立悠・〈技術補助員〉多奈村佳菜子

もし，右の化合物が左の化合物より安定であれば，平衡は右に動いて右の化合物が生成することになる．
それでは下記に示したように 4 つの化合物が平衡にある場合はどうだろうか？当然目的とする化合物が最も安定であれば，その化合物が生成することになる．

1－2 メリーゴーランド反応
結論として開発したメリーゴーランド反応を下記に示す．

■2019年度のうごき
生命科学院Yan Zhou CHENが2019年9月にて博士課程を修了した．Chen HuiとZheng Yangが2019年8月7日より外国人研究員として加入した．博士研究員のQiang LIUが2020
年1月31日にて退職した．

■研究課題
1．有機分子中を旅する炭素原子―メリーゴーランド反応の開発－
1－1 初めに
当研究室では全く新しい化学の創出を狙って，炭素原子が有機分子中を移動する化学というこれまでに誰も行っていない化学反応の開発を行ってきたが，下記に示すようについに炭素原子が有機分子中を一周廻って出発点に戻ってくるという，メリーゴーランド反応の開発に成功したので報告する．まず全く新しい概念図を示す．

最初のスタートポイントの化合物は一番左のジヒドロインデン化合物でチタン金属が結合している．この 5 員環と 6 員環の間の架橋炭素 2 つに注目すると，この 2 つの炭素が上に行って，少しずつ 6 員環の周りをまわっていくのが見える．そして，このサイクルを 1 周すると最終的に元の位置に戻ってきて，メリーゴーランド反応が完成することになった．
1－3 チタナシクロペンタジエンのジエン部分と Cp 環のカップリング反応1

化学における新しい概念の提案
左の分子内の 2 つの炭素が分子内で隣に移動するという反応を考えてみよう．こう言う反応式はこれまで世の中に存在していなかったが，もし，このような反応が進行するとしたらどういう素反応が必要かを考えてみる．明らかに
炭素―炭素結合を切断する必要があり，またそのあと組み替えた後に炭素―炭素結合生成反応が必要である．それをどうやって実現するかは別として右の化合物へ変換される場合，どのような条件があれば左の化合物が右の化合物に変換できるかを考えてみよう．
先に示したように，もし，左の化合物と右の化合物が平衡にあるとしたら，安定な化合物の方に平衡は動くはず．

54

1

2

3

これまでチタナシクロペンタジエン 1 がジエン部分とCp 環がカップリングして 2 が生成し，さらに化合物 3 へ変換されることを報告してきた．化合物 2 はこれまで単離したことはなかったが，今回，トリメチルシリル基を置換基に用いることにより，錯体 2a の単離と構造の X 線解析に成功した．下記にその反応式と構造を示す．

1a2a 94%

年報2019・研究室編●

Fig.1. チタナシクロペンタジエンのジエン部分と Cp 環がカップリングしたジヒドロインデニルチタン化合物 2aの構造
1－4 どの炭素―炭素結合が切断されているか
Cp 環に置換基のメチル基を導入して，Cp 環のどの炭素―炭素結合が切断されているかをしらべたところ，下記に示す位置の結合が切断されていることが分かった．
これは明らかにチタナシクロブテン部分の炭素―炭素結合が切断されていることになり，メタセシスの機構で反応機構を説明することができる．

Fig.2. 2つの炭素がスタートポイントから最も遠い位置に移動した化合物5bの構造
1－6 最も遠いところに旅した炭素原子を元のスタートポ
イントに戻す反応の開発
化合物5bの合成の成功を受けて，最も遠いところに旅した炭素原子をもとのジヒドロインデニル部分の架橋炭素の位置に戻す反応の開発を行った．化合物5bにアゾベンゼ
ンを加えて反応させ，最初の5つの炭素が環状に戻ったことを確認した．これにより，メリーゴーランド反応が完成したことになる．

Ti
Et
Et

Ti

Ti

Me
Et

13

5b- C

Et

1－5 連続する切断反応
化合物 2 がチタナシクロブテン部分を持つため，上記に示したようにメタセシス機構で化合物 3 が生成し，またこの化合物 3 もチタナシクロブテン部分を持つので，同じ機構でさらに炭素原子が移動していくことがわかる．化合物
4 の生成をすでに報告しており，この化合物 4 もメタセシス機構で化合物 5 に変換されるべきである．

3

4

13

6- C,85%(74%)■2019 年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Bando, M.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi, T.
Metal-dependent regioselective homocoupling of stannyland alkyl-substituted alkynes on group 4 elements. Formationof unsymmetrical titanacyclopentadienes and symmetricalzircona-cyclopentadienes. Dalton Trans. 2019, 37,13912-13915.
(2) 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.
Organometallics 2019, 4, 731-734.

5

今回はこの化合物 5 の生成を確認するとともに，その化合物の構造解析に成功した．

1b-13C,(53%)

5b-13C,(92%)●年報2019・研究室編

55

高分子機能科学研究部門/ Macromolecular
Science Research Division■2019年度の構成員〈教授〉中野環・〈准教授〉Zhiyi SONG・〈博士研究員〉
Maia MERLANI［～2019/4/30］・〈学術研究員〉Nabin
Chandra MAITY［～2019/5/31］・〈総合化学院/大学院博士課程〉Heshuang DAI〈総合化学院/大学院修士課程〉葛西 聡 馬 /Jiyue LUO/Ge SUN/ Yuting WANG/Yuehei
YUAN・〈理学部/学部学生〉阿南梨沙/稲葉奈月・〈研究生〉Pengfei WU/Qingyu WANG/Wentao ZHU・〈特別研究学生〉Miao TENGFEI/Xiaoyan GUAN・〈外国人研究員〉
Elsayed Mohamed Mohamed ELBAYOUMY〈事務補助員〉吉村円

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.

■2019年度のうごき
2018年度に引き続きMaia MERLANI博士が博士研究員として，Nabin Chandra MAITYが非常勤研究院として4月末まで滞在した．2019年4月にYuting WANG氏およびYuehei
YUAN氏が修士課程一年生として，2019年10月にPengfei
WU氏，Qingyu WANG氏，およびWentao ZHU氏が研究生として，2020年1月に理学部卒論生として稲葉奈月氏が研究室配属された．交換留学生として，2019年9～10月に北京大学のXiaoyan GUAN氏が，2019年10～11月に蘇州大学のTengfei MIAO氏が滞在した．

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1，4，6》■研究課題
先端機能を有する高分子材料の開発を目指して，高分子化合物の設計と合成を行っている．高分子材料の物性・機能は，原料である高分子鎖の化学構造および立体構造に強く依存するため，これら構造の精密な制御と解析が重要である．この観点から，私達は種々の特徴的構造を有する高分子を合成している．加えて，最近超分子材料開発にも着手した．これらの取り組みを通じ，構造と物性の相関を明らかにし，革新的な高分子・超分子材料を創出したいと考えている．
1．π-スタック型・π電子集積型高分子
π電子系が規則正しく積層した構造を有する高分子を「π-スタック型高分子」と呼ぶ．π-スタック型高分子には，積層したπ電子系に基づく電子物性が期待される．
私達は，材料としての応用がしやすいπ-スタック型高分子を目指して，高分子の中でもっとも汎用性が高いビニ
ルポリマーの構造制御を行い，最初のπ-スタック型ビニ

56

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量体が副年報2019・研究室編●

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．
《論文4/講演4,5,6》
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．
《講演3,5》

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（Fig.6）．この系●年報2019・研究室編

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《講演3,4,5》

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

Fig.6．星形T3分子への光らせん誘起

5．超分子キラリティー
分子の空間配列の制御と解析は，有機材料，生体物質中
での分子間相互作用に基づく機能発現および理解の上で重要である．しかし，複数分子が共存する系中で特定の分子に注目した空間配列情報を得ることは必ずしも容易ではなく，特に固体中での構造研究は溶液中に比べて困難であることが多い．固体中での分子配列研究の一環として，
当研究室ではコール酸（CA）の包摂結晶中の空孔内での芳香族分子のキラル分子配列について，円偏光二色性（CD）
スペクトル法による解析を行っている．CAは胆汁酸の一種であり，ベンゼンなどの低分子を包摂して結晶化する．CAベンゼン結晶中で，ベンゼンは一方向巻きの2/1らせん型に配列を有することが提案されていたが，実証されていな
かった．この点について， 実験的CDスペクトル測定および結晶構造に基づくCD理論計算によりベンゼンが右巻きの2/1らせん型配列を有することを初めて直接的に明らかにした．この研究は，キラル空孔を触媒反応場へと応用することを最終目標とするものである．
《講演3》以上に加えて，高分子触媒，高分子医薬品，キラル超分子液晶，バイオポリマー合成に関する研究も行っている．
2019年度のトピック：高分子医薬品候補としてのポリエー
テル類の合成と構造について研究した．南欧で伝統的に用いられるSymphytum asperum等の植物の根から得られる消炎鎮痛剤にはポリエーテル類が薬理活性種として含まれると考えられているが，天然高分子の構造は複雑でその同定は容易ではない．そこで，本研究では，天然高分子の構造の概略を参考にして，明確な構造を有するポリエーテルを薬理活性を示す高分子の前駆体として合成化学的に調製した．天然物は光学活性体であるのに対し，当研究室で調製したものはラセミ体である．また，最終的な化学変換
により薬理活性を示す物質への転換には成功しておらず，さらなる検討を必要とするが，手掛かりとなる成果が得られた．これはTbilisi State Medical UniversityのMaia Merlani
博士らとの共同研究の成果である．
《論文8》また，光で異57

性化する新しい分子構造として，πスタック型のポリジベ
ンゾフルベン鎖が利用できることを初めて明らかにした．
これまで当研究室では，従来から長く研究されているアゾ
ベンゼン誘導体等の動作原理とは異なり，光で単結合を配転させるタイプの光異性化を実現してきた．本研究では，さらに別の，新しい例として，単結合2個でつながりスタ
ックした2個フルオレン基からなる発色団が光でコンホメーション変化を起こすことを見出した《論文10》■学内外の研究者との共同研究（2019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 」 /Korea University(Korea).Professor Jung-Il Jin「有機磁性体の合成研究」/芝浦工業大学工学部永直文准教授「架橋高分子触媒の合成と機能」/University of Strathclyde (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「光学活性ポリウレタンの合成と構造」/Tbilisi State Medical University (Georgia) Senior Scientist
Maia Merlani「高分子医薬品の研究」/ Agricultural Universityof Georgia (Georgia) Lecturer Nino Zavradashvili「遺伝子輸送技術のための高分子の開発」■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Vert, M.; Chen, J.; Hellwich, K.-H.; Hodge, P.; Nakano, T.;
Scholz, C.; Slomkowski, S.; Vohlidal, J. Nomenclature andterminology for linear lactic acid-based polymers (IUPAC
Recommendations 2019). Pure Appl. Chem. 2020, 1,
193-211.
(2) Pietropaolo, A.; Nakano, T. Learning how planarization canaffect dichroic patterns in polyfluorenes. Chirality 2020, 5,
661-666.
(3) 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 Adv. 2020, 1,
60-69.
(4) 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.

58(5) Abetz, V.; Chan, C. H.; Luscombe, C. K.; Matson, J. B.;
Merna, J.; Nakano, T.; Raos, G.; Russell, G. T. Quo Vadis,
Macromolecular Science? Reflections by the IUPAC
Polymer Division on the Occasion of the Staudinger
Centenary. Isr. J. Chem. 2020, 60, 1-12.
(6) Naga, N.; Michida, R.; Kudo, S.; Nagami, Y.; Moriyama,K.; Nageh, H.; Furukawa, H.; Nakano, T. Synthesis of
joint-linker type gels and porous polymers by addition
reactions of multi-functional thiol and alkyl diacrylate,diisocyanate compounds. Mater. Today Commu. 2019, 19,
153-162.
(7) Naga, N.; Hasegawa, K.; Nageh, H.; Nakano, T. Synthesis
and properties of degradable gels and porous polymers
including acetal group in the network structure by addition
reaction of multi-functional phenols and divinyl ether
compounds. Polym. Bull. 2019, 1-15.
(8) Merlani, M.; Song, Z.; Wang, Y.; Yuan, Y.; Luo, J.;
Barbakadze, V.; Chankvetadze, B.; Nakano, T.
Polymerization of Bulky of Oxirane Monomers Leading to
Polyethers Exhibiting Intramolecular Charge Transfer
Interactions. Macromol. Chem. Phys. 2019, 220, 1900331(1-6).
(9) 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.
2019, 1, 63-68.
(10) Luo, J.; Wang, Y.; Song, Z.; Nakano, T., Synthesis andphoto-induced stereomutation of helical, π-stacked
copolymers of dibenzofulvene and menthyl methacrylate. Eur.
Polym. J. 2019, 118, 71-77.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Nakano, T.: "Chiral Polymers Emitting Efficient Circularly
Polarized Light as OLED Materials" 18th International
Conference on Industrial Chemistry & Water Treatment,
Pacific Gateway Hotel at Vancouver Airport, Vancouver,
British Columbia, Canada (2019/04/26).
(2) Asada, S.; Wang, Y.; Song, Z.; Nakano, T.: "Synthesis andStructure of Poly(4-vinyldiphenylamine) as a Polymer
Antioxidant" CT7: LATEST BREAKTHROUGHS IN
CHEMISTRY, Symposium: CT 7.3. From advanced
Polymerizations to Controlled Macromolecular Architecturesand functional Polymer Materials, Palais des Congrès deParis, 2 Place de la Porte Maillot, Paris, France (2019/07/11).
(3) 中野環：「円偏光および分子鎖設計による高分子のキラル構造制御」 徳島大学特別講演会，徳島大学大学院・
社会産業理工学研究部（徳島市）(2019/08/29).
(4) Nakano, T.: "Synthesis and Chiroptical Properties of Helical
Polyurethanes" International Symposium on Circularly
Polarized Luminescence and the Related Phenomena, Tokyo
Metropolitan University (TMU) Akihabara Satellite Campus,
Chiyoda-ku, Tokyo, Japan (2019/11/28).
(5) Nakano, T.: "Chirality Induction to Aromatic Polymers andOligomers Using Circluarly Polarized Light" The 18th Asian
Chemical Congress and The 20th General AssembIy of theFederation of Asian Chemical Socieities (ACC 2019), Taipei
International Convention Center, Taiwan (2019/12/10).
(6) Nakano, T.: "Control over polymer chain structure aiming atfunctions" Special Lecture, Henan Academiy of Sciences,
Zhengzhou, China (2019/12/27) .

年報2019・研究室編●

報告・実用化推進系
report: Department of Practical Applications
研究開発部門/Research and Development
Division(a)
Cokes
Natural gas■2019年度の構成員

CO + H 2(sy ngas)

Hy drof ormylation
products
・aldehy de・alcoholChange!

〈教授〉西田まゆみ・〈准教授〉安田友洋［～2019/09/30］・〈研究員〉川崎晶・〈学術研究員〉盛田澄子［～2020/03/31］/畑中雅隆［～2019/09/30］

CO2 + H 2(b)
CO2 + H 2(excess) + R
cataly stRH

cataly st
CO

H2

O

cataly st

H2

R

Fig. 1 (a) Switch from CO based chemical process to CO2
based chemical process and (b) scheme of hydroformylation
reaction under CO2/H2 atmosphere in the presence of
catalyst.
(a)Nano Porous Particle(Al2O3 or SiO2 etc.)

Product

Substrate
Ionic Liquid
Catalyst■2019年度のうごき
教授西田まゆみ，准教授安田友洋，学術研究員盛田澄子，学術研究員畑中雅隆，研究員川崎晶（株式会社ケミカルソフト）のメンバーのうち，准教授安田友洋は，2019/10/1に三菱マテリアル株式会社に転職，学術研究員盛田澄子は2019/3/31で退職，学術研究員畑中雅隆は，2019/11/1に産業技術総合研究所・触媒化学融合研究センターに転職．

2

SLIP Catalyst■2019 年度のトピック

Fig. 2 SILP catalyst.

（1）平成 26 年度科学技術人材育成費補助事業「科学技術人材育成のコンソーシアムの構築事業」に基づいて，設立された Nanotech CUPAL は，日本のナノテク研究人材のキャリアアップと流動性向上を図るため，新たな知の創成を 牽 引 す る プ ロ フ ェ ッ シ ョ ナ ル (Nanotech Research
Professional: N.R.P.) を育てるプロジェクトである．
ナノテクノロジー分野における産学官の共鳴場であるつくば地区の 4 機関（産業技術総合研究所，物質・材料研究機構，高エネルギー加速器研究機構，筑波大学）と京都大学が育成実施機関となる．安田准教授は「イオン液体／固体界面を用いた触媒反応プロセスの開発」を研究課題として，平成 28 年度に NRP コースに採択された．
（北大側の指導教官は西田まゆみ，産総研側は触媒化学融合研究センター佐藤一彦センター長）
本コースは平成 31 年 3 月に終了し，安田教授は平成 30 年度「CUPAL 優秀活動賞」を受賞した（2）平成30年度に採択されていた「NEDOのエネルギー・
環境新技術先導プログラム・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」が終了し，その成果についてNEDOから「CO2を原料とするオキソアルコール製造に関してSILP触媒の大きなポテンシャルを示した点は評価することが出来る」という評価を受けた．
（3）平成 30 年度世界展開力強化事業における日露経済協
力・人的交流に資する人材育成プラットフォーム（HaRP）の専門セクションの活動として 9 月 24 日
（火）
～27 日
（金）

に株式会社ナノコンポジットマテリアル（NCM）の Dr.
Antokhin Evgeny（General Director）とその親会社である
SYGMA の Dr. Vladmir Svinarenko（Business Director）が触媒科研究所を訪問し，今後の交流，人材育成に関する打合せを行った．
（4）11 月 12 日（火），北大触媒科学研究所，産総研触媒
化学融合研究センター，理研資源科学研究センター，物
質・材料研究機構の連携で「知の融合が加速する触媒研究」
をテーマに第 5 回キャタリストシンポジウムを開催した.

●年報2019・研究室編■研究関連
石炭や天然ガスから生成する一酸化炭素（CO）を原料として用いる化学合成プロセスは，化学産業においては重要である.しかしながら，COは毒性が高く取り扱いが困難である．そこで当研究室では，COの代わりに毒性の低い二酸化炭素（CO2）をCO源とした化学合成プロセス(Fig. 1(a) ，(b))の開発を目指し，Supported Ionic Liquid Phase（SILP）
触媒を用いた，オレフィンのCO2直接利用ヒドロホルミル化反応を検討している．SILP触媒は，シリカゲル微粒子などの多孔質の担体をごく薄いイオン液体層で覆い，そこに，均一系触媒を溶解・固定化した触媒で，調製が容易であり，均一系触媒を固体触媒のように取り扱うことができるのが特徴である(Fig. 2).
これまでに逆水性ガスシフト反応において，SILP触媒は59

従来の溶液反応系よりも5倍以上の反応活性を示すこと，また，20回のリサイクル利用が可能であることを確認している. 本年度は流通連続反応系でCO2/H2雰囲気下におけるプロピレンのヒドロホルミル化反応の検討を行った．

SILP の触媒活性は，シリカゲルに担持する触媒，使用するイオン液体，反応時における原料ガス（プロピレン：
3.99％ CO2：23.7％ H2：72.3％）の圧力，温度にも影響を受ける．種々検討の結果，シリカゲル(10ｇ)に対し，
Ru3(CO)12 (50 ㎎), 1-エチル―3-メチルイミダゾリウム
クロリド(1600mg)用いて調整した SILP(2 g)を用いて，反応圧 8.6MPa，反応温度 170℃（反応時間は 30 分で比較）で反応させた時に，最も高い触媒活性（逆シフト反応
TOF(1/hr) =58，ヒドロホルミル化反応 TOF(1/hr)＝50，
ヒドロホルミル化選択率：61．5％）が得られることを見出した．

■2019年度の業績
招待/基調/依頼講演・国際会議(1)西田まゆみ：「academiaとindustryの懸け橋に」，慶応
大学理工学部(2019/5/25)．
特許(1)富永健一，西田まゆみ，安田友洋：特願 2019-126210「二酸化炭素を原料とするヒドロホルミル化反応用触媒」

Fig. 3 Flow reactor

60

年報2019・研究室編●

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）．

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16の合計18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，2018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（2018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2019・研究室編

61

触媒研究基盤開発クラスター/ Research
Cluster for Sustainable Catalyst■2019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/高橋保/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．
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.

62

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1000件を超え，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）．
2019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．固体触媒計算に適したワークステーションを増設した.

年報2019・研究室編●

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pin-hole(f=0.4 mm)

X-ray

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■2019年度の構成員〈リーダー/准教授〉髙草木達・〈教授〉清水研一・〈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/慶應義塾大学〉角山寛規・〈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■2019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．
2019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●年報2019・研究室編

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．X 線電場ベクトルに平行な結合情報を選択的に抽出し，立体構造を決定．

（小型真空槽）は，偏光全反射蛍光XAFS測定用セルとして機能すると同時に，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の偏光全反射蛍
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（f）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）

63

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大きく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
存性について検討する．
2019年度のトピック： 本年度は，担体効果解明の第一ステップとして，PtをAl2O3(0001)表面に担持したモデル触媒表面上でのCO酸化反応をターゲットとした．Fig.3 は，試料調製・分析用超高真空チャンバー内で-Al2O3(0001)
単 結 晶 表 面 に Pt を 真 空 蒸 着 し て 試 料 を 調 製 後（Pt/Al2O3(0001)），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，反応ガス（CO:O2:Ar=
0.3:1.0:0.1，全圧 100 Pa）導入後に，室温から 353 K，
393 K，433 K，473 K と段階的に試料を昇温したときの触媒活性試験の結果である．473 K において生成物であるCO2を検出し，本装置によって触媒反応のモニタリングが可能であることを確認した．

(a)

(b)

Fig.4. Pt/Al2O3(0001)表面の反応ガス CO:O2:Ar= 0.3:1.0:0.1，
全圧 100 Pa）存在下，室温から 473 K に昇温時の Pt L3 吸収端
XANES 測定．(a)s-偏光，(b)p-偏光．

ず，Pt活性点はAl2O3(0001)表面上で球状構造を有していることが示唆された．カーブフィッティング解析の結果，
Pt-Pt結合距離は0.270±0.03 nm，有効配位数は約5 であり，粒径1 nm 程度のPt クラスターが形成されたと考えられる．現在，第一原理多重散乱理論に基づきEXAFSスペク
トルのシミュレーションが可能なFEFFコード（FEFF8.04）を用い，Fig.5で得られた実験スペクトルを再現する立体構造モデルを検討中である．

Fig.3. (a) オペランド偏光全反射蛍光 XAF 測定装置を用いた
Pt/Al2O3(0001)表面の CO 酸化活性評価．反応ガス（CO:O2:Ar=
0.3:1.0:0.1，全圧 100 Pa）を Time=0 で導入後，段階的に昇温（室温，353 K，393 K，433 K，473 K）．各温度での反応進行状
況は，装置内のガスを少量サンプリングし，四重極質量分析計
で確認した，Pt 被覆率：5.1×1014 /cm2．

Fig.3の各温度（室温，353 K，393 K，433 K，473K）において，反応ガス存在下でPt L3吸収端XANES 測定を行ったのがFig.4である．s-偏光及びp-偏光ともに，吸収端における立ち上がりのピーク（white line と呼ばれる）の
強度は温度上昇とともに減少した．white line はPt 原子
における 2p3/2から 5d 空軌道への電子遷移に対応し，Pt
原子の酸化状態を反映する．すなわち，ピーク強度が大き
いほど 5d 空軌道の状態密度が高く，Pt はより酸化した状態である．図 4 の結果から，Pt は昇温に伴い徐々に還元され，473 K で示した程度に還元されるとCO 酸化活性が発現すると考えられる（Fig.3）．酸化状態の定量的評価については，今後，様々な標準試料のXANES 測定を行うことで明らかにする予定である．
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，EXAF 測定を試みた．Fig.5は反応ガス雰囲気下，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比のスペクトルが得られた．顕著な偏光依存性は観察され64

Fig.5. CO 酸化反応が進行中の Pt/Al2O3(0001)表面の Pt L3 吸
収端 EXAFS 測定．反応温度は 493 K．反応ガスは CO:O2:Ar=
0.3:1.0:0.1 の混合ガス（全圧 100 Pa），■学内外の研究者との共同研究（2019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，福岡工業大学蒲池准教授，千葉大学日沼助教「理論計算と機械学習による触媒特性因子の予測」（論文3，5）/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」

年報2019・研究室編●

■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Takakusagi, S.; Iwasawa, Y.; Asakura, K. Premodified
Surface Method to Obtain Ultra-highly Dispersed Metals andTheir 3D Structure Control on an Oxide Single-Crystal
Surface. Chem. Rec. 2019, 19, 1244-1255.
(2) Wakisaka, Y.; Kido, D.; Uehara, H.; Feiten, F.E.;
Takakusagi, S.; Uemura, Y.; Yokoyama, T.; Wada, T.; Uo,
M.; Sekizawa, O.; Uruga, T.; Iwasawa, Y.; Asakura, K.
Development of Surface Fluorescence X-ray Absorption Fine
Structure Spectroscopy using a Laue-type Monochromator.
Chem. Rec. 2019, 19, 1157-1165.
(3) Suzuki, K.; Toyao, T.; Maeno, Z.; Takakusagi, S.;
Shimizu, K.; Takigawa, I. Statistical Analysis and Discovery
of Heterogeneous Catalysts Based on Machine Learning fromDiverse Published Data. ChemCatChem 2019, 11,4537-4547.
(4) Upendar, K.; Nishikawa, Y.; Wakisaka, Y.; Sirisit, N.;
Nagamatsu, S.; Bao, D.; Ariga-Miwa, H.; Takakusagi, S.;
Inami, Y.; Kuriyama, F.; Dipu, A.L.; Ogihara, H.; Iguchi, S. ;Yamanaka, I.; Wada, T.; Asakura, K. Metamorphosis-like
Transformation during Activation of In/SiO2 Catalyst for
Non-oxidative Coupling of Methane: In Situ X-ray
Absorption Fine Structure Analysis. Chem. Lett. 2019, 48,
1145-1147.
(5) Kamachi, T.; Tasumi, 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. 2019, 123, 20988-20997.

●年報2019・研究室編

招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Takakusagi, S.; Bang, L.; Kido, D.; Sato, Y.; Asakura, K:"Development of operando PTRF-XAFS technique forelucidating 3D structure-activity
relationshipinheterogeneous catalysis", 21st International Vacuum
Congress (IVC-21), Malmö, Sweden (2019/7/4).
(2) Takakusagi, S.; Bagn, L.; Kido, D.; Sato, Y.; Asakura, K:"Operando PTRF-XAFS technique for 3D structure
determination of active metal sites on a model catalyst
surface under working conditions", AVS 66th International
Symposium & Exhibition 2019, Columbus, USA(2019/10/23).
(3) Takakusagi, S: "Development of operando PTRF-XAFS
technique for determining 3D structure of active sites inheterogeneous catalysis", The 81st Okazaki Conference“Forefront of Measurement Technologies for Surface
Chemistry and Physics in Real-Space, k-Space, andReal-Time”, Okazaki, Japan (2019/10/23). ［ Invitedlecture］(4) 髙草木達；魯邦；城戸大貴；佐藤優太；朝倉清髙：「触媒動作中の活性点三次元構造決定のためのオペランド
偏光全反射蛍光XAFS法の開発」， PF研究会「XAFS・X
線顕微鏡分光分析分野でのIMSS，PF戦略的利用に関する研究会」（つくば市）（2019/12/18）．［依頼講演］(5) 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］

65

プラズモン光触媒反応研究クラスター/
Research Cluster for Plasmonic
Photocatalysis■2019年度の構成員〈リーダー/准教授〉Ewa KOWALSKA・〈准教授〉髙草木
達 ・ 〈 学 外 研 究 協 力 教 員 / 芝 浦 工 業 大 学 〉 Izabela
RZEZNICKA〈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 ofTechnology （ 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 of Technology（中国）〉Zhishun WEI■2019年度のうごき
上記の構成員にくわえて，光触媒科学研究部門の木村（遠藤）摩耶学術研究員が大腸菌類の不活性化の実験操作を担当している．Ewa KOWALSKA准教授をコーディネー
タとし，パリ南大学 の Christophe COLBEAU-JUSTIN教
授 ， Clémence Cazals & Marine Gegnier ［ 2019/04/18 ～2019/06/26 ］ , グ ダ ン ス ク 大 学 の Adriana
ZALESKA-MEDYNSKA
教
授
，
Marta
PASZKIEWICZ-GAWRON［2019/02/01～2019/05/01］,
Marek KOBYLANSKI ［2019/06/11～2019/06/30］を受入れた．Ewa Kowalska准教授が，クラスターメンバーである
Zhishun WEI准教授（中国・Hubei University of Technology）[2019/03/22-04/01]，Adriana Zaleska-Medynska教授（ポーランド・グダンスク大学）[2019/06/10-06/14], 阿部竜(京都大学) [2019/07/25-26], Saulius JUODKAZIS教授（オーストラリア・スウィンバーン大学）[2019/12/08-16]
を訪問して共同研究を行った.Dong Zhang（大学院環境科
学院/Ewa KOWALSKA准教授が指導教員）がErasmus Plus
Fellowship （Gdansk University of Technology-北海道大学触媒科学研究所）を得てAdriana Zaleska-Medynska教授（ポーランドグダンスク大学）の研究室において研究をおこなった[2019/02/15-2019/05/15].

■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．
2019 年度のトピック： （1）酸化チタン(IV)（チタニア）

66

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4,6-8,10,15/講演 1-6》．（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 6,11/
講演 2,5-6》．
（3）チタニア粒子の形状が析出させた NMNPsの特性および光触媒活性におよぼす影響を検討し，結晶面が露出したアナタース型酸化チタン粒子（八面体＝octahedral（OAP）/十面体＝decahedral（DAP））に NMNPs を担持させたときに著しく（NMNPs 担持市販チタニアと比べて 1 桁以上）活性が向上することを見出した．これはおそらくチタニア表面の浅い電子トラップを経由して電子移動が起こるためと思われる《論文 6,10-11/講演 2,5-6》．
（4）暗条件および可視光照射下における光触媒粒子の抗微生物活性について数種のバクテリアおよびカビをもちいて検討した．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明らかにした（Fig.1A）.
《論文 4,7/講演 2,4-6》．
（5）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 1-3,5,9,14/著書 1/総説
1》．（6）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（Fig.1B）《論文 6,10-11,13,15/講演 2,6》．
（7）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（Fig.1C）《論文 12》．

■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Mazierski, P.; Arellano Caicedo, P. N.; Grzyb, T.;
Mikolajczyk, A.; Roy, J. K.; Wyrzykowska, E.; Wei, Z.;
Kowalska, E.; Puzyn, T.; Zaleska-Medynska, A.; Nadolna, J.
Experimental and computational study of Tm-doped TiO2:
the effect of Li+ on Vis-response photocatalysis andluminescence. Appl. Catal. B Environ. 2019, 252, 138-151.
(2) Khedr, T.; El-Sheikh, S.; Ismail, A. A.; Kowalska, E.;
Bahnemann, D. Photodegradation of Microcystin-LR Using
Visible Light-Activated C/N-co-Modified Mesoporous TiO2
Photocatalyst. Materials 2019, 12, 1027.
(3) Parnicka, P.; Grzyb, T.; Mikolajczyk, A.; Wang, K.;
Kowalska, E.; Steinfeldt, N.; Klein, M.; Mazierski, P.;
Zaleska-Medynska, A.; Nadolna, J. Experimental andtheoretical investigations on C modification of Ho3+-TiO2
photocatalyst with vis response. J. Colloid Interface
Sci. 2019, 549, 212-224.
(4) Mendez Medrano, M. G.; Kowalska, E.; Endo-Kimura, M.;
Wang, K.; Ohtani, B.; Bahena Uribe, D.; Rodriguez Lopez,

年報2019・研究室編●

J.; Remita, H. Inhibition of Fungal Growth using Modified
TiO2 with Core@Shell Structure of Ag@CuO Clusters. ACS
Appl. Bio Mater. 2019, 2, 5626-5633.
(5) Khedr, T.; El-Sheikh, S. M.; Abdeldayem, H. M.; Ismail,A. A.; Kowalska, E.; Bahnemann, D. A comparative study of
microcystin-LR degradation by UV-A, solar and visible lightirradiation
using
bare
and
C/N/S-modified
titania. Catalysts 2019, 9, 877.
(6) Wei, Z.; Endo-Kimura, M.; Wang, K.; Colbeau-Justin, C.;
Kowalska, E. Influence of semiconductor morphology on
photocatalytic activity of plasmonic photocatalysts: Titanate
nanowiresandoctahedral
anatasenanoparticles,
Nanomaterials. Nanomaterials 2019, 9, 1447.
(7) Wysocka, I.; Markowska-Szczupak, A.; Szweda, P.; Ryl,
J.; Endo-Kimura, M.; Kowalska, E.; Nowaczyk, G.;
Zielinska-Jurek, A. Gas-phase removal of indoor volatileorganic compounds and airborne microorganisms over monoand bimetal-modified (Pt, Cu, Ag) titanium(IV) oxide
nanocomposites. Indoor Air 2019, 29, 979-99.
(8) Wysocka, I.; Kowalska, E.; Ryl, J.; Nowaczyk, G.;
Zielinska-Jurek, A. Morphology, photocatalytic andan-timicrobial properties of TiO2 modified with mono- andbimetallic
copper,platinumandsilvernanoparticles. Nanomaterials 2019, 9, -1129.
(9) Wang, K.; Endo-Kimura, M.; Belchi, R.; Zhang, D.;
Habert, A.; Boucle, J.; Ohtani, B.; Kowalska, E.;
Herlin-Boime, N. Carbon/graphene-modified titania withenhanced photocatalytic activity under UV and vis
irradiation. Materials 2019, 12, 4158-4176.
(10) Zielinska-Jurek, A.; Wei, Z.; Janczarek, M.; Wysocka, I.;
Kowalska, E. Size-Controlled Synthesis of Pt Particles on
TiO2 Surface: Physicochemical Characteristic and
Photocatalytic Activity. Catalysts 2019, 9, 940.
(11) Wei, Z.; Endo-Kimura, M.; Colbeau-Justin, C.; Ohtani,B.; Kowalska, E. Octahedral Anatase Titania as Efficient
Photocatalyst: Influence of Preparation Conditions. J.
Nanosci. Nanotech. 2020, 20, 1278-1287.
(12) Markowska-Szczupak, A.; Wei, Z.; Kowalska, E. The
influence of the light-activated titania P25 on human breast
cancer cells. Catalysts 2020, 10, 238.
(13) Chang, Y.; He, P.; Wei, Z.; Chen, Y.; Wang, H.; Wu, C.;
Zhou, Z.; Huang, H.; Kowalska, E.; Dong, S.
Three-dimensional monodisperse TiO2 microsphere network
formed by a sub-zero sol-gel method. Mater. Lett. 2020, 268,
127592.
(14) 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.
(15) 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 Vis lightactivity and magnetic separability. Catal. Today in press.

●年報2019・研究室編

総説・解説(1) Wang, K.; Janczarek, M.; Wei, Z.; Raja-Mogan, T.;
Endo-Kimura, M.; Khedr, T.; Ohtani, B.; Kowalska, E.
Morphology- and Crystalline Composition-Governed
Activity of Titania-based Photocatalysts: Overview andPerspective. Catalysts 2019, 9, 1054-1083 (review).
(2) Kowalska, E.; Janczarek, M.; Markowska-Szczupak, A.
Nanomaterials for Environmental Purification and Energy
Conversion. Catalysts 2019, 9, 855 (editorial).
著書(1) Kowalska, E.; Janczarek, M.; Markowska-Szczupak, A.
Eds., Nanomaterials for Environmental Purification andEnergy Conversion. 2020, MDPI
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Bielan, Z.; Kowalska, E.; Ohtani, B.; Zielisnka-Jurek, A.:"Magnetically separable and visible light active
photocatalysts for effective pollutants degradation ", 6th
European Conference on Environmental Applications ofAdvanced
Oxidation
Processes(EAAOP-6),
Portoroz-Portorose, Slovenia (2019/06/26-30 [2019/06/26])(2) Kowalska, E.; Endo, M.; Wei, Z.; Wang, K.; Zhang, D.;
Markowska-Szczupak, A.; Colbeau-Justin, C.; Juodkazis, S.;
Ohtani, B.; Janczarek, M.: "Vis-responsive photocatalysts
composed of titania and noble metals for environmental
purification ", 2nd International Conference on Metal
Material Processes and Manufacturing (ICMMPM2019),
Jeju, South Korea (2019/07/30-31 [2019/07/31]) [Invited
Talk](3) Wang, K.; Wei, Z.; Endo, M.; Colbeau-Justin, C.; Ohtani,B.; Remita, H.; Kowalska E.: " Size-controlled nano-particles
of noble metals deposited on titania for enhancement ofphotocatalytic performance", 2nd International Conference
on Metal Material Processes and Manufacturing(ICMMPM2019), Jeju, South Korea (2019/07/30-31[2019/07/31])(4) Endo-Kimura, M.; Wei, Z.; Wang, K.; Ohtani, B.;
Kowalska, E.: "Surface plasmon-driven inactivation of
microorganisms and decomposition of organic compounds on
mono- and bi-metal (Au/Ag)-modified titania", International
Symposium on Advanced Catalysis and Material Science,
Sapporo, Japan (2019/07/30)(5) Endo-Kimura, M.; Wei, Z.; Wang, K.; Mizobuchi, A.;
Ohtani, B.; Kowalska, E.: "Surface Plasmon-driven
Inactivation of Microorganisms and Decomposition ofOrganic
Compoundson
Monoand
Bi-metal(Au/Ag)-modified Titania", The 24th International
Conference on Semiconductor Photocatalysis and Solar
Energy Conversion (SPASEC-24), Niagara Falls, Canada(2019/10/14-17 [2019/10/16]) [Invited Talk](6) Kowalska, E.: "Development of plasmonic photocatalysts
for inactivation of microorganisms and decomposition oforganic compounds", The Australian and New ZealandConferences on Optics and Photonics (ANZCOP),
Melbourne, Australia (2019/12/8-12 [2019/12/10]) [Invited
Talk]

67

A

B

C

Fig. 1 Graphical abstracts for: (A) Inhibition of fungal growth on plasmonic photocatalyst (Ag@CuO/TiO2), from paper 4 (journal cover); (B)Morphology and crystalline-composition governed activity for titania-based photocatalysts (review paper 1); (C) Titania for distruction of cancer
cells (paper 12).

68

年報2019・研究室編●

酸塩基触媒研究クラスター/ Research
Cluster for Acid-Base Catalysis■2019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・〈学外研究協力教員/東北大学〉加藤英樹・〈学外研究協力教員/東京工業大学〉本倉健・〈学外研究協力教員/アイントホーフェン工科大学(オランダ)〉Emiel J.M. HENSEN〈学外研究協力教員/トリノ
工科大学（イタリア）〉Barbara ONIDA■2019年度のうごき
これまでと同様に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．また，JST・ALCAの研究課題として2015年にスタートした“非可食バイオマ
スからカルボン酸およびアルコール類の高効率合成”が年度末で終了したが，その成果を活用した工業プロセスの設計をターゲットにした新しいプロジェクト（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）がJST・未来
社会創造事業にて2019年11月より開始した．

■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的とした研究活動を推進している．
ゼオライトに代表されるような分離回収が容易で繰り返し使用できる固体触媒は，これまでの化石資源を基盤とした低コスト・低エネルギー・低環境負荷で持続可能なものづくりの実現に大きく寄与してきた．化石資源の枯渇に伴い，基幹化学品の中間体製造法は高温・高圧を中心とした気相反応系から液相反応を中心とした多様な反応系への変遷が想定される．例えば，再生可能な化学資源としての植物由来炭化水素（バイオマス）の利用が注目されているが，原料となる不溶性の固体基質（草木などに含まれるセルロースやヘミセルロース）を固体触媒にて構成成分である炭水化物（糖類）まで分解するためには“新たな固相反応”をデザインする必要がある．強酸性または弱酸性官

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2019・研究室編能基をもつカーボン触媒による加水分解反応の開発により，木質バイオマスを構成するセルロース・ヘミセルロー
スを対応する構成糖（グルコースやキシロース）へと水溶
液内にて効率よく分解する触媒反応プロセスが報告されており，その反応系の構築のためには従来の触媒反応では活用されなかった固体の混合操作が重要になっている．得られた糖類を基幹化学品原料へと誘導する後段の変換プ
ロセスの構築も重要である．固体触媒を活用した環境調和
プロセスにて糖類を基幹化学品原料となるような有用物
質へ誘導することができれば，それは化石資源に依存しない化学産業の基盤技術となる．よって本クラスターでは糖変換に有効な固体触媒，主に酸塩基触媒の開発にターゲッ
トを絞り，それを利用した糖類から付加価値の高い有用フラン類の合成を検討している（Fig.1）．
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
ブレンステッド酸とルイス酸を併せ持つ固体酸であり，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．ニオブをベースとした新しい糖変
換用固体触媒の創生や既存のニオブ酸化物の高活性化・高機能化を図る手法として，①複合酸化物による酸性質および塩基性質の制御，②結晶構造の制御による酸密度・酸強度の制御，が重要となる．
(1) 水溶性ニオブ過酸化物錯体を利用した液相沈殿法によるニオブ系複合酸化物の合成
塩基性酸化物となる金属種を第二成分としたニオブ複合酸化物では，ニオブ酸化物に由来するブレンステッド酸
およびルイス酸の酸量・酸強度の変化，または第二成分の酸化物に由来する塩基性質の発現などが期待できる．イッ
トリウムとニオブからなる複合酸化物（YNbO4）は4配位構造のニオブ種が構成成分となる非常にユニークな酸化物であり，かつイットリウムの導入により酸化ニオブには見られない塩基性発現が期待できる．そこで液相沈殿法による前駆体合成とその後の温和な焼成処理によって高表面積をもつYNbO4の合成を検討した．

Fig.2. 正方晶YNbO4の構造図

69

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．回収したニオブ過酸化物錯体が溶解した水溶液（150 mL）に等量のY(NO3)3が溶解した水溶液をゆっくりと滴下し，室温で3時間攪拌した．溶液内に生成した白色沈殿を遠心分離で回収し，400または700 ºC，3時間で焼成することによってYNbO4を得た．
400 ºCで焼成した試料はアモルファス酸化物であるが，ラマン分光分析によりNbO4ユニットによって骨格が形成されている．一方，700 ºCで焼成した試料は正方晶YNbO4で構成された結晶性酸化物であり，その構成成分は同様に
4配位ニオブ種である（Fig.2）．これらの試料の特徴は，その大きな表面積にある．固相法に代表されるように，一
般的には2種類の酸化物を混練して高温焼成することによって複合酸化物を合成するが，得られる高結晶性酸化物の表面積は非常に小さい．一方，液相沈殿法によって得られる前駆体は2種類の金属種（YとNb）が原子レベルで均一混合した状態であり，非晶質の状態から複合酸化物に特有の構造特性を有し，700 ºC程度の比較的高温で結晶化した後でも50 m2 g-1程度の大きな表面積を保持していた．

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.3）．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．
2019年度のトピック：YNbO4の協奏的な酸塩基触媒作用を利用したグルコースおよびフルクトースからの乳酸合成に関する研究論文を，トリノ工科大学のBarbara Onida教授との国際共著論文として触媒専門誌であるChemCatChemに掲載することができた．この論文中ではルイス酸塩基サ
イトの水中機能性を詳細に評価し，その作用を活用して糖類の逐次反応をデザインすることにより工業的にも利用価値の高い乳酸を合成する反応プロセスについて記述している．触媒調製およびその構造解析を東北大学の加藤英樹准教授および千葉大学の一國伸之教授と共同で進めており，本論文はクラスター構成員の3名が参画した共著論文となった．

(2) YNbO4によるグルコースの選択変換反応
また，酸化ニオブのルイス酸がエタノール中でグルコー
グルコースから誘導される幾つかの中間体の中で，HMFスの逆アルドール反応に高活性・選択的であることを見出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した．ただし，生成物であるエリスロースとグリコールアて利用できる．複合酸化物の酸塩基性質を制御することにルデヒドは反応性が高く，逆アルドール反応が進行する反より，グルコースを原料とした選択的触媒反応系の構築を
応条件下では容易に重合・分解してしまうため，その収率目指している．耐圧ガラス容器に酸化物触媒 0.05 g，2 wt%
は極めて低い．そこで2つの生成物のもつアルデヒドを溶
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媒のアルコールと反応させてアセタール体として回収し2-sec-butylphenol 7.5 mLを入れ，140 ºCのオイルバスでたところ，収率・選択率が飛躍的に向上した．この反応系
加熱攪拌することにより，試料の触媒活性を評価した．400のカギは“逆アルドール反応を可能にする固体ルイス酸触ºC焼成試料では，グルコースが異性化してフルクトースが媒”と“アセタール化による副反応の制御”にある．更な生成し，その後にC3成分の有機物（グリセルアルデヒド，O
OH OH OOH OH
OOHydrideshift
る触媒開発を東北大学の加藤准教授と共同で進めたとこ
1,3-ジヒドロキシアセトン，ピルブアルデヒド，乳酸）とHydride shift O OOHOH OHOOHO O O OHOHOH
HO HO
Hydrideshift
Hydride
shift
OH
O
O
OH
OHODehydration
OHO
O OO
OH
OH
OH
Dehydration
Hydrideshift
ろ，Mo，Vを含むいくつかの複合酸化物が安定かつ高活性
HydrideHydride
shift
shift
Hydrideshift
OH
HMFが生成した（Fig.3）
．
O
OH O
O OH
HOHO
OH OHOH
Dehydration
OH
Dehydration
O OH OHO OO O
Hydride shift HOHO HOHOH
OO OHDehydration
O
OH
Dehydration
Dehydration
Dehydration O
OH
HydrideHshift
触媒活性
OHOH
O HOO O OH
OH OHOOHO O O な固体ルイス酸触媒となることが分かってきた．
Dehydration
OH
OH
Hydrideshift
OH
Hydride
shift
OH
O
OH
O
HO OOHOHHOOOH O
HMFHydrideshift
HydrideHshift
HMF O
Dehydration
Hydrideshift
OH
H
O Fructose
HOH
O
OHOH
O
OH
HH
OO
OH
HO
HO Fructose
OH
O O
OH
O
サイトの作用機序や糖変換メカニズムについて，
計算科学
HOHO
Dehydration
OH
O
Dehydration
HMF
O
H
Dehydration
HMFHMF
Dehydration
GlucoseGlucoseHO
OHDehydration
HMF
Fructose
Fructose
HMF
HMF
H
O
OH
Fructose
Fructose
GlucoseFructose
Fructose
GlucoseOOH
HHOHMF HMFによる検討をEmiel Hensen教授と共同で進めており，そのGlucoseGlucoseO OH OH
GlucoseGlucoseHO HO Fructose
OHHOH
HMF
Fructose
Retro-aldol
Retro-aldol
Fructose
GlucoseGlucose
HMFHMF
HMF
成果を複数の国際共著論文としてまとめることを計画しGlucoseFructose
HMF
Fructose
Fructose
Retro-aldol
Fructose
Retro-aldol
condensation
condensation
GlucoseGlucoseRetro-aldol
Retro-aldol
GlucoseActivesites
on YNbO
Retro-aldol
Activesites
on YNbO
GlucoseRetro-aldol
44condensationている．≪論文1, 6, 7 講演3≫
condensation
condensation
Retro-aldol
Active
sites
on
YNbO
Retro-aldol
condensation
Active sites on YNbO
4 sitescondensation
Retro-aldol
condensation
ActiveonYNbO
YNbO4
4 on YNbO
Active Active
sites
on
YNbO
condensation
sites
4YNbO
Active
sites
on
Lewis
acid
site
Retro-aldol
Lewis
acid
site
Retro-aldol
condensation
ActiveonRetro-aldol
44 4condensation
Retro-aldol
Activesites
onsites
YNbO
Lewis
acid
site
Dehydration
Dehydration
Activesites
on
2. 担持金属触媒によるHMFアセタールの変換反応
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
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リグノセルロースから誘導されるHMFは，フラン環を基
Base
site
Base
site
Base
site
HydrideOO
O+
Base site
shift
δ O O
-site
OHydride
ODehydrationOδacidsite- Lewis
Base
site
O
Lewis
acid
site
shift
Dehydration
Base
δ
shift
shiftO
O
acid
site
O
δ
O
+ Lewis
O
O
Lewis
acid
site
shift
Hydride+Hydride
O O
δ
O
δ
+site
+
shift
Dehydration
shift
Dehydration
Base
Nb
O
δ δY
Y
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δδδ
+-site BaseO
Dehydration
Nb
O
HO
O
O
HydrideOH
HydrideDehydration
δ
+ +
- Y
δ
HO
O
OH
O
Hydride
O
O
H
YBase
Nb
Base
site
shift
δ
Base
site
shift
δ
Hydride
Nb
O
δ
H
O
HO
O
O
OH
site
OδOO
HO
Y OsiteOH
OH
δδ+- O Nbδ+HNb
O OacidO-Y
YO Base
shift
O
HO
O
Nb
OH
HO
O shift
LacticO shift
shift
OOHている（Fig.
1）．その中でもフランジカルボン酸は石油
HO
OY- δYO Lactic
OHHO
H
Lacticacid
O Pyruvaldehyde
acid
OOH
HO
HO OO
OHOH
δ+ Nb
+
-O
δ- + δNbO
LacticPyruvaldehydeδ
H LacticδY
PyruvaldehydeY
H acidδ+NbNb- δ
LacticOH
acid
δ
acid
HO
O
δ
HO
O
OH
Pyruvaldehyde
Lacticacid
O
H
Nb
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
TriosesugarsO
TriosesugarsH
Pyruvaldehyde
Lacticacid
HO
Nb
Pyruvaldehyde
O Nb
Y Y OYO YNb
HOOH
Lacticacid
OH
Triose sugars
PyruvaldehydeHOOOH
H H HO
HOPyruvaldehyde
OH
Triose sugars
O O HO Pyruvaldehyde
Lactic Lactic
acid acid

Triosesugars
Lacticacid
Pyruvaldehyde
Triosesugars
Lacticacid
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
Pyruvaldehyde
Lacticacid
Fig.3. 固体酸塩基触媒によるグルコース変換反応
Lacticacid
TriosesugarsTriosesugarsPyruvaldehyde
Pyruvaldehyde
Pyruvaldehyde
Triose sugars
Pyruvaldehyde
Triosesugars
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TriosesugarsTriosesugarsTriosesugarsTriose sugars
この反応は固体表面の水中機能ルイス酸によってグル
PEFは，石油から作られるポリエチレンテレフタレート
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（PET）を上回る様々な優れた物性（ガス透過性や高い引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張強度など）をもつ．そのため，BASFやDupontなど海外のてHMFが生成する反応経路，もう一つは逆アルドール反応
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
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
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の大規模合成は達成されていない．その最大の要因は，HMFに起こらないが，最近のDFT計算による検討ではルイス酸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
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ール反応によって誘発され，生成したトリオース（1,3（Fig. 4(step 1)），その後に6員環アセタールを含むHMF
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（以下ではPD-HMFと示す）を酸化することにより保護剤をTriose sugars

70

年報2019・研究室編●

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. 4(step 2)）．
Step 2

Step 1OO

HOO

Acetalization
H

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

HMF

O

HO

O

Oxidation
O

O

HO

O
OH

Au/CeO2
FDCA

PD-HMF

Fig. 4. HMFアセタールを利用した選択的なフランジカル
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. 5）．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．
Concentration
O
HO

O

O

20 wt%

91%

10 wt%

94%

1 wt%

FDCA：95%

PD-HMF（New process）

ります．そこでセリア担持Au触媒を利用したPD-HMFの酸化的エステル化反応を検討し，10-20%の高濃度PD-HMF溶液を利用してFDCAのメタノール及びエチレングリコールエス
テル体を80-95%の効率で合成できる新しい触媒反応プロセスを開発した．このプロセスは，生産性の高いことに加え，従来は2段階以上の反応によって得られていたFDCAのメタノールエステル体またはエチレングリコールエステ
ル体をフラン中間体から1段階で合成できるため，反応ス
テップ数を減じる環境調和かつ省エネルギーが特徴である．効率の良いエチレングリコールエステル体の1段階合成は世界で初めての報告例であり，このエチレングリコー
ルエステル体のみを利用した縮重合反応によって，重合段
階における過剰なエチレングリコールの使用や不要なメ
タノールの生成を伴わないシンプルなPEF合成プロセスの設計が可能になる．さらにPD-HMFの水素化も検討した．HMF
を水素化して得られるフランジメタノールはポリエステ
ルの原料となる有用化合物である．Ni-Re/TiO2触媒を使ったPD-HMFの水素化反応系を構築し，高濃度溶液内で洗濯的にフランジメタノールを合成できることが分かった．
PD-HMFの活用は水素化反応においても副反応抑制に高い有効性を示し，酸化反応系と同様に生産性の高いプロセス
設計の基盤となる．≪論文3, 8 講演4，5, 6≫■学内外の研究者との共同研究（2019年度）
アイントホーフェン工科大学（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)」/東北大学加藤英樹准教授「グルコース転化のための固体酸触媒開発」/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（共同利用・共同研究）」/東京工業大学本倉健准教授「メソ細孔内への触媒機能集積による高効率ファイン
ケミカルズ合成」/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」■2019年度の研究業績
HOOO
10 wt%

28%

Byproduct：47%

H

HMF
1 wt%
（Conventional process）

0

FDCA：91%
20

40
60
80
Product yield（%）

100

Fig. 5. セリア担持金触媒（Au/CeO2）による従来法及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．
2019年度のトピック：PEFを高品質で合成するためには，
FDCAをメタノールエステル体へと変換し，それをエチレン
グリコール存在下で重合する多段階プロセスが必要にな●年報2019・研究室編

原著論文（すべて審査つき）(1) Yabushita, M.; Shibayama, N.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.
Selective Glucose-to-Fructose Isomerization in Ethanol
Catalyzed by Hydrotalcites. ACS Catal. 2019, 9, 2101-2109.
(2) Ihsan, A. B.; Tawara, Y.; Goto, S.; Kobayashi, H.;
Nakajima, K.; Fukuoka, A.; Koyama, Y. Effects of
2,5-furanylene sulfides in polymer main chains on polymer
physical properties. Polym. J. 2019, 51, 413-422.
(3) Kim, M.; Su, Y.; Aoshima, T.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J.
M.; Nakajima, K. Effective Strategy for High-Yield Furan
Dicarboxylate
Productionfor
Biobased
Polyester
Applications. ACS Catal. 2019, 9, 4277-4285.
(4) Maeda, K.; Uemura, Y.; Kim, M.; Nakajima, K.; Tanaka,
S.; Chun, W.-J.; Motokura, K. Influence of a Co-immobilized
Tertiary Amine on the Structure and Reactivity of a Rh
Complex:Accelerating
Effecton
Heterogeneous
Hydrosilylation. J. Phys. Chem. C 2019, 123, 14556-14563.
(5) Miyazaki, R.; Nakatani, N.; Levchenko, S. V.; Yokoya, T.;
Nakajima, K.; Hara, K.; Fukuoka, A.; Hasegawa, J. A DFT
Mechanistic Study on the Complete Oxidation of Ethylene by
Silica-Supported Pt Catalyst: C=C Activation via Ethylene
Dioxide Intermediate. J. Phys. Chem. C 2019, 123,
12706-12715.
(6) Nishimura, Y.; Suda, M.; Kuroha, M.; Kobayashi, H.;
Nakajima,
K.;
Fukuoka,A.
Synthesisof5-hydroxymethylfurfural from highly concentrated aqueous

71fructose solutions using activated carbon. Carbohydr. Res.
2019, 486, 107826.
(7) Kim, M.; Ronchetti, S.; Onida, B.; Ichikuni, N.; Fukuoka,
A.; Kato, H.; Nakajima, K. Lewis Acid and Base Catalysis of
YNbO4 Toward Aqueous-Phase Conversion of Hexose andTriose Sugars to Lactic Acid in Water. ChemCatChem 2020,12, 350-359.
(8) Wiesfeld, J. J.; Kim, M.; Nakajima, K.; Hensen, E. J. M.
Selective hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural and its
acetal with 1,3-propanediol to 2,5-bis(hydroxymethyl)furanusing supported rhenium-promoted nickel catalysts in water.
Green Chem. 2020, 22, 1229-1238.
(9) 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, 10, 4261-4267.
総説・解説(1) 佐川拓矢，中島清隆，福岡淳，触媒法バイオマス変換による基幹化学品合成，触媒，61，182-188（2019）.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Sattar, S. S.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.: "Hydrophobicity
of Pt supported over mesoporous silica: An advantage to low

72temperature ethylene oxidation" The 8th Asia-PacificCongress on Catalysis, Bangkok, Thailand (2019/8/5). [Oral](2) Sattar, S. S.; Hirayama, J.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.:"Ethylene Oxidation over Supported Pt Catalysts: A
Mechanistic and Kinetics Study for Elucidating the Role of
SiO2 Support" 14th EuropaCat, Aachen, Germany(2019/8/20). [Oral](3) Shibayama, N.; Yabushita, M.; Nakajima, K.; Fukuoka, A.:"Direct Conversion of Glucose to Erythrose and Glycol
Aldehyde in Ethanol by Selective Retro-aldolization" 14th
EuropaCat, Aachen, Germany (2019/8/21). [Oral](4) Nakajima, K.; Kim, M.; Su, Y.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J.
M.: "New Strategy for Selective Production of FDCA from
Concentrated HMF-acetal Solutions with CeO2-Supported Au
Catalyst" 14th EuropaCat, Aachen, Germany (2019/8/21).
[Oral](5) Kim, M.; Su, Y.; Aoshima, T.; Fukuoka, A.; Hensen, E. J.
M.; Nakajima, K.: "An efficient strategy for practical furan
dicarboxylate production for biobased polymer applications"14th EuropaCat, Aachen, Germany (2019/8/21). [Oral](6) Nakajima, K.: "A new strategy for chemocatalytic
production of biomass-derived carboxylates and diols" 108th
MSL Lecture (Japan-Taiwan Joint Mini-Workshop on
Catalysis), Yokohama, Japan (2019/9/30). [Plenary]

年報2019・研究室編●

機能性合金触媒研究クラスター/ Research
Cluster for Functional Alloy Catalysts■2019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・〈客員教授/東北大学〉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/早稲田大学〉小河脩平・〈学外研究協力教員/
シンガポール国立大学〉Ning YAN■2019年度のうごき
2018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

（2） メチルシクロヘキサン脱水素に高い活性，選択性，耐久性を示す擬二元系合金触媒の開発《論文1》メチルシクロヘキサン(MCH)―トルエン系に代表される
有機ハイドライドは，高い水素含有量，低い毒性，さらには既存石油インフラが使用可能であるといった利点から，
水素キャリアとして有望視されている．MCHから水素を取り出すプロセスには現在Pt触媒が用いられているが，社会実装を進めていく上で更なる触媒の改良とそれによるプ
ロセスのコストダウンが求められている．我々は種々の二元Pt系金属間化合物Pt3M/SiO2 を用いてMCH脱水素性能を試験したところ，Pt3FeがPt3Snを含む従来触媒に比べ高い
活性，耐久性を示すことを見出した（Fig. 2）．さらにFeの一部を種々の第三金属で置換した擬二元系合金触媒を試験した結果，Znを用いたPt3(Fe0.75Zn0.25)/SiO2が本反応に極めて高い活性（Ptの3倍），選択性(>99.9%)，耐久性を示
すことを見出した（Fig. 2）．

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．
2019年度のトピック：（1） Cu-Pdシングルアトム合金を用いた高効率deNOx反応系の開発《論文3》．
Cu に少量の Pd をドープした Cu5Pd/Al2O3 触媒が，NOx 還
元に高い活性，選択性を示すことを見出した．XR D，
HAADF-STEM，XAFS，および FT-IR による解析から Cu5Pd /Al2O3 においては Pd は Cu によって希釈され，合金中で十分に孤立していることが示された． Pd/Al2O3 と比較して，
Cu5Pd/Al2O3 は，NO-CO 反応において優れた触媒活性と N2
選択性を示した(Fig. 1)．175 ℃の低温においても N2 収率 100%を達成した．また O2 および C3H6 存在下の TWC 反応
においても高い触媒性能が得られ，N2O の発生を最小限に抑えることが出来た．特に Cu5Pd/Al2O3 は TWC 反応において，10 倍量の Pd を有する Pd/Al2O3 と同程度の N2 収率を示し，Pd の使用量を 90％削減可能であることが分かった．
また速度論的検討および DFT 計算の結果から，本反応においては Cu サイト上での(NO)2 ダイマーの N-O 結合の開裂過
程が律速段階であり，孤立化された Pd によって本過程が速度論的に促進されることが示された．

Fig. 1. Cu5Pd/Al2O3のNO還元特性とSTEM-EDX解析結果●年報2019・研究室編

Fig. 2. シリカ担持 Pt 系触媒の MCH 脱水触媒性能の比較(a)TOF, (b)転化率の経時変化．Pt3(Fe0.75Zn0.25)/SiO2 の(c)HAADF-STEM 像, (d)EDX マッピング, (e)(c)の拡大図．
特に耐久性に関しては，400 ℃という厳しい条件においても大きな活性低下は見られず，また通常の運転温度（320 ℃）においては少なくとも50 hの間は活性低下が見られず，99％以上の高いMCH転化率を維持することが判明した．本反応における副生成物としては，生成物であるトルエンのC-C結合開裂に伴うベンゼン及びメタンの生成が挙げられるが，これらの生成はキャリアであるMCHや製品となる水素の品質低下につながるため出来るだけ低いことが望ましい．本反応で生成した水素に含まれるメタンは200～500 ppmであり，Pt単金属触媒の場合（2000 ppm）と比べ大幅に低減できることも分かった．
本系ではナノ粒子の大きさは2 nm程度と非常に小さい
が，Fig. 9eに示すように，L12構造に由来する原子配列（明点：Pt，暗点Fe/Zn）を鮮明に観察することが出来る．また放射光XRDを用いた解析からも100反射や110反射の回折線が確認され，超格子構造を形成していることも明らかにしている．さらにEXAFSによる解析からPt-Fe，Pt-Zn結合の存在も確認され，ZnはFeサイトを置換していることが示された．また詳細な反応機構解析をよびDFT計算から，Feは触媒上への炭素質の析出を抑制し，またZnは生成物であるトルエンの脱離を促進することでそれぞれ副反応を抑え，選択性および耐久性の向上に寄与していることが示された．

73

（3） グリセロールからアミノ酸をワンポット合成可能な
Ru-Ni合金触媒の開発《論文2》バイオマス原料から直接アミノ酸を化学的に合成する手段は未だ確立されていない．そこで本研究では，バイオディーゼル産業からの粗製グリセロールをアラニンへと
ワンポットで変換する新規触媒系の創出に取り組んだ．本
研究では Ru/MgO に Ni を添加した触媒が，アンモニアと塩基（NaOH）の存在下で 43%の収率でアラニンに与えることを見出した．本触媒系では，グリセロールはまず乳酸へと変換され，続いて次にアラニンへと変換される(Fig. 3)．

Fig. 3. NaOH 存在下，Ru-Ni/MgO 触媒上でグリセロールとアンモニアからアラニンを合成する反応スキーム．
XAFS および HAADF-STEM-EDX を用いた詳細な構造解析の結果，Ru に少量の Ni がドープされた倍メタリックナノ粒子の存在が明らかになった．
また DFT 計算(Fig. 4)の結果，
Ni がドープされた Ru では律速段階である乳酸アルコキシ
ドの C-H 結合解離過程の活性化エネルギーが大幅に低下することが判明した．またナノ粒子上よりも，Ru-MgO 界面の方がより活性化エネルギーが低くなる傾向があることも判明し，担体効果と合金効果の両方があることが示唆された．本研究で確立された反応プロセスと触媒に関する知見は，グリセロール利用の新しい手法を提供するだけでなく，付加価値の高いアミノ酸合成手法のための新たな方法論も提供する．

Fig. 4. Ru-Ni および Ru-Ni-MgO 界面での乳酸アルコキシ
ドの C-H 活性化過程を対象とした DFT 計算のスラブモデル．

74■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Nakaya, Y.; Miyazaki, M.; Yamazoe, S.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Active, Selective, and Durable Catalyst for
Alkane Dehydrogenation Based on Well-designed Trimetallic
Alloy. ACS Catal. 2020, 10, 5163-5172.
(2) Wang, Y.; Furukawa, S.; Song, S.; He, Q.; Asakura, H.;
Yan, N. Catalytic production of alanine from waste glycerol.
Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 2289-2293.
(3) Xing, F.; Jeon, J.; Toyao, T.; Shimizu, K.; Furukawa, S. A
Cu-Pd single-atom alloy catalyst for highly eﬃcient NO
reduction. Chem. Sci. 2019, 10, 8292–8298.
(4) Jeon, J.; Kon, K.; Toyao, T.; Shimizu, K.; Furukawa, S.
Design of Pd-based pseudo-binary alloy catalysts for highly
active and selective NO reduction. Chem. Sci. 2019, 10,4148-4162.
(5) Wang, Y.; Furukawa, S.; Yan, N. Identification of an
Active NiCu Catalyst for Nitrile Synthesis from Alcohol.
ACS Catal. 2019, 9, 6681-6691.
(6) Furukawa, S.; Ieda, M.; Shimizu, K. Heterogeneous
Additive-Free
Hydroborationof
Alkenes
Using
Cu–Ni/Al2O3: Concerted Catalysis Assisted by Acid-Base
Properties and Alloying Effects. ACS catal. 2019, 9,5096–5103.
(7) Simanullang, W. F.; Itahara, H.; Takahashi, N.; Kosaka, S.;
Shimizu, K.; Furukawa, S. Highly active andnoble-metal-alternative hydrogenation catalysts prepared bydealloying Ni–Si intermetallic compounds. Chem. Commun.
2019, 55, 13999–14002.
(8) Torimoto, M.; Ogo, S.; Harjowinoto, D.; Higo, T.; Seo, J.
G.; Furukawa, S.; Sekine, Y. Enhanced Methane Activation
on Diluted Metal–Metal Ensembles under an Electric Field:
Breakthrough in Alloy Catalysis. Chem. Commun. 2019, 55,
6693-6695.
(9) Itahara, H.; Simanullang, W. F.; Takahashi, N.; Kosaka, S.;
Furukawa, S. Na-Melt Synthesis of Fine Ni3Si Powders as a
Hydrogenation Catalyst. Inorg. Chem. 2019, 58, 5406–5409.
(10) Miyazaki, M.; Furukawa, S.; Takayama, T.; Yamazoe, S.;
Komatsu, T. Surface Modification of PdZn Nanoparticles via
Galvanic Replacement for the Selective Hydrogenation ofTerminal Alkynes. ACS Appl. Nano Mater. 2019, 2,
3307-3314.
(11) Furukawa, S.; Yi, P.; Kunisada, Y.; Shimizu, K.
Extraordinarily large kinetic isotope effect on alkene
hydrogenation over Rh-based intermetallic compounds. Sci.
Technol. Adv. Mater. 2019, 20, 806–812.
総説/解説/報告(1) Wang, Y.; Furukawa, S.; Fu, X.; Yan, N. Organonitrogen
Chemicals from Oxygen-Containing Feedstock over
Heterogeneous Catalysts, ACS Catal. 2020, 10, 311-335.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1) Furukawa, S: "Novel Concept for Catalyst Design based on
Alloy Materials", Southeast Asia Catalysis Conference 2019,
Singapore (2019/5/24). [Keynote Lecture](2) Furukawa, S: "Novel Concept for Catalyst Design based on
Alloy Materials", ETH–ICAT joint symposium on catalysis,
Hönggerberg, Switzerland (2019/9/11). [Invited Lecture](3) Furukawa, S: "Novel Concept for Catalyst Design based on
Intermetallic Compounds", International SymposiumIntermetallic Compounds in Catalysis, Chemnitz, Germany(2019/9/19). [Keynote Lecture]

年報2019・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■2019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■2019年度のうごき離任した構成員：〈学外研究協力教員/愛知教育大学〉
中島清彦（～2019年3月31日）．

■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●年報2019・研究室編

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のKumadaカップリング重合による合成を検討した．この高分子は従来Cuを触媒とする酸化カップリング重合によりのみ合成されており，モノマー単位間の結合位置の精密制御および分子量の制御は困難であった．本研究ではNi(II)触媒を用いた新規重合反応により比較的低分子量（1500程度）の可溶性
主査共役高分子（グラフェン前駆体）を得ることに成功し，酸化によるグラフェン形成について検討している．

■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Dai, H.; Shichibu, Y.; Imai, Y.; Hara, N.; Konishi, K.; Wang,
Y.; Song, Z.; Nakano, T. Polym. Chem. 2020, 11, 1134-1144.

75

ナノ界面反応場研究クラスター/ Research
Cluster for Nano-Interface Reaction Field■2019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/東京大学〉八井崇・〈学外研究協力教員/ University of Alberta（カナダ）〉Andriy
Kovalenko■2019年度のうごき
2020年2月に本クラスターを発足した．北海道大学触媒科学研究所の古川森也准教授，筑波大学計算科学研究セン
ターの矢花一浩教授，京都大学化学研究所の寺西利治教授，東京理科大学理学部応用化学科の根岸雄一教授，東京大学大学院工学系研究科の八井崇准教授，アルバータ大学のAndriy Kovalenko教授の計6名が立ち上げメンバーとして参画した．

■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，触媒を設計するための理論的指針を構築する．そして，ナノ粒子/担体や固体/液体の界面で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的手法を開発し，この手法を用いて触媒反応のメカ
ニズムを明らかにする．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．そこで我々は，凹凸ある表面やナノ粒子と金属錯体の相互作用を利用することで，可視や赤外の光に対しても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．
2019年度のトピック： 我々の研究グループは，CO2光還元に用いられるRe(bpy-COOH)錯体を凹凸があるZnO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た．そこで，光学応答のメカニズムを明らかにするべく，光励起電子ダイナミクスの計算を行った．
実験からは，平滑なZnO表面への担持では光吸収スペクト
ルに顕著な変化は見出されなかった．従って，光吸収強度の変化はRe錯体とZnOの局所的な化学結合によるものではないと考えられる．これまで我々は，数～数十nmサイズの物質の表面近傍に生じる近接場光によって伝搬光だけでは成しえない光学応答現象が発現することを明らかにしてきた《論文1, 2, 4》．そこで，ZnO表面の凹凸近傍に生じる近接場光とRe錯体の相互作用に着目した．対象とした系をFigure 1に示す．ZnOは露わに計算せずに，近接場光
だけを誘電媒体から生じる双極子放射場でモデル化して取り込んだ．そして，伝搬光と近接場光によるRe錯体の光吸収を計算した．
Figure 2に光吸収強度を示す．比較のためにZnOからの近接場が無い場合も示している．3.5 eV以下では近接場光によって光吸収強度が増大するが，高エネルギー側では減少している．実験からも同様の結果が報告されている．そこで強度変化の機構を解析したところ，近接場光によって低エネルギー側のMLCT遷移が増強される一方で，高エネル
ギー側のππ*遷移は弱められることが明らかになった．
《論文3》■学内外の研究者との共同研究（2019年度）
北海道大学触媒科学研究所古川森也准教授「触媒反応における電圧印可の役割に対する理解の深化」/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」/東京
大学八井崇准教授・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」■2019年度の研究業績
原著論文（すべて審査つき）(1) Iida K.; Noda M. Electron Transfer Governed byLight–Matter Interaction at Metal–Semiconductor Interface.
npj Comput. Mater. 2020, 6, 5.
(2) Yatsui T.; Okada S.; Takemori T.; Sato T.; Saichi K.;
Ogamoto T.; Chiashi S.; Maruyama S.; Noda M.; Yabana K.;
Iida K.; Nobusada K.; Enhanced Photo-Sensitivity in a Si
Photodetector Using a Near-Field Assisted Excitation.
Commu. Phys. 2019, 2, 62-1-62-8.
(3) Yatsui T.; Nakahira Y.; Nakamura Y.; Morimoto T.; KatoY.; Yamamoto M.; Yoshida T.; Iida K.; Nobusada K.;
Realization of Red Shift of Absorption Spectra Using Optical
Near-Field Effect. Nanotechnology 2019, 30, 34LT02.
(4) Noda M.; Iida K.; Yamagushi M.; Yatsui T.; Nobusada K.
Direct Wave Vector Excitation in an Indirect Band Gap
Semiconductor of Silicon with an Optical Near-Field. Phys.
Rev. Appl. 2019, 11, 044053-1-044053-7.
招待/基調/依頼講演・国際会議(1)飯田健二：「ナノ界面系の光や電圧に対する応答機構の理論的研究」，第 433 回触媒科学研究所コロキウム, 北海道大学（札幌市）（2020/3/4） [依頼講演](2) Iida, K.: "First-Principles Study of Heterostructur
Consisting of Two-Dimensional Layered Materials underLight and Voltage Bias"，17th Japan-Korea Symposium on
Molecular Science, Nagoya, Japan (2019/7/29-31). [依頼講演](3) Iida, K.: "Massively Parallel Calculations for Photoexcited
Electron Dynamics in Nanostructures"， Theoretical andComputational Chemistry of Complex Systems，Nagoya,Japan (2019/7/18). [依頼講演]

Figure 1. 対象とした光 Figure 2. ZnO がある場合(赤)励起のスキーム.
と無い場合(黒)の光吸収強度.

76

年報2019・研究室編●

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■2019年度の構成員〈ユニット長/客員教授/昭和電工セラミックス〉黒田靖・〈教授〉大谷文章・〈准教授〉Ewa KOWALSKA・〈助教〉
高島舞■2019年度の活動内容・研究成果（1）本ユニットにかかわる特許（特許出願）のうち，「光
音響分光方法および光音響分光装置」特願2014-100295：
大谷文章/高瀬舞/新田明央/黒田靖（2014）はすでに特許査定（6264183）されていたが，「金属酸化物の同定方法」
2016-46888：大谷文章/高瀬舞/高島舞/新田明央/黒田靖（2016）についても登録された（6541288）．
（2）上記（2）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ーにライセンス供与を前提とした装置開発の共同研究が進行中である．共同研究の受入
は，電子トラップ研究コンソーシアムとした．2020年度内のプロトタイプ機の発表を予定している．

■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■2019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・〈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/元日産
化学株式会社役員〉畑中雅隆・〈客員教授/物質・材料研究機構〉田中譲■2019年度の活動内容・研究成果（1）2019年6月5日Nanotech CUPAL N.R.P.で安田友洋准教授（現三菱マテリアル株式会社所属）が優秀活動賞を受賞した．Nanotech CUPAL N.R.P.は，日本のナノテク研究人
材のキャリアアップと流動性向上を図るために，新たな知の 創 成 を 牽 引 す る プ ロ フ ェ ッ シ ョ ナ ル (Nanotech
Research Professional: N.R.P.)を育成するプロジェクトである．ナノテクノロジー分野における産学官の共鳴場であるつくば地区の4機関（産業技術総合研究所，物質・材料研究機構，高エネルギー加速器研究機構，筑波大学）と京都大学が，育成実施機関となる．安田准教授は，2016年度●年報2019・研究室編にN.R.P.に採択されていた．北大側の指導教官は西田まゆ
み，産総研側は佐藤一彦触媒化学融合研究センター長（ユニット客員教授）．
（2）2018 年 5 月産総研・富永健一博士（ユニット客員教授）との共同研究「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」が NEDO のエネルギー・環
境新技術先導プログラムに採択された．2019 年 7 月 5 日
その成果を特許として出願．特願 2019-126210 出願日：
2019/07/05 発明の名称：二酸化炭素を原料とするヒドロ
ホルミル化反応用触媒（3）2019 年 9 月 24 日-27 日「大学の世界展開力強化事業（ロシア）」の助成金を利用して株式会社ナノコンポジッ
トマテリアル（NCM ）の Dr. Antokhin Evgeny （General
Director ） と そ の 親 会 社 で あ る SYGMA の Dr. Vladmir
Svinarenko（Business Director）が触媒研を訪問し，今後の共同研究および人材育成に関する打合せを行った．
（4）2019年11月21日元日産化学株式会社常務取締役・畑中雅隆氏を当ユニットの客員教授に召還した（5）北大触媒研，産総研触媒化学融合研究センター，理研資源科学研究センター, 物質・材料研究機構の連携で毎年開催している触媒インフォマティクスシンポジウムに関して 2019 年度は，理研主催で，第 5 回シンポジウム「知の融合が加速する触媒研究」を開催した．参加者は産学官から 150 名を超えた．

■来年度活動計画（1）北大―理研―産総研－物質・材料研究機構の連携で開催してきた「触媒インフォマティクスシンポジウム」について，2020 年度（第 6 回）は北大が主催となる．今回は企業からの寄付を募り，ブースの展示や企業発表も取り入れる計画である．
（2）産総研・富永先生（ユニット客員教授）と共同で提案し，北大触媒研の共同利用・共同研究に採択されたテーマ「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」に関する研究を推進する．
（3）日露経済協力・人的交流に資する人材育成プラット
フォーム（HaRP）事業においてロシア企業ナノコンポジッ
トマテリアル株式会社 NCM（ナノ微粒子・ナノ複合材料の開発と製造）との連携を図る．
（4）北大触媒研及び産総研触媒化学融合研究センターと産業界の連携を図る．

フリッツ・ハーバー研究所ユニット/ Unit ofFritz-Haber-Institute■2019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・〈教授〉朝倉清髙・
〈助教〉
三輪寛子

■2019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77

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Directorである Hans-Joachim FREUND 教 授 （ Chemical Physics
Department）と同じくDirectorであるMatthias SCHEFFLER
教授(Theory Department)を客員教授に招き，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．
本研究所でJSPS博士研究員をしていたFeiten博士（FHIのProf. Hajo Freundのもとで博士号取得）が4月に帰国し，引き続きFHIの Prof. Beatriz Roldan Cuenyaグループに参画
し，オペランド分光と表面科学をつなぐ研究をスタートした．また，朝倉教授と熊谷崇博士（FHI，物理化 学部門，
グループリーダー）との間で，表面における分子構造変化の直接観察技術に関する議論を開始した．さらに，熊谷博
士が令和元年12月11日に研究所を訪問し，コロキウムを開催した．今後，共同研究や集中講義などの交流が期待できると判断し，当ユニットへの参加を打診したところ，快諾頂いた．令和2年度より客員准教授に就任して頂くこととなった．また，令和2年1月8日にFreund教授が訪問し，研究所の構成員とディカッションを行った．さらに，FHI理論部門の次期部門長に内定しているKarstin Reuter教授（ミュンヘン工科大）とも連絡を取り，令和2年9月に研究所を訪問いただけることで合意した．

■来年度活動計画
共同研究を行っており，教員や学生の派遣を通して継続
的に人材交流を行っている．触媒表面における吸着分子の構造変化を直接観察する技術について共同研究を実施するために，FHI物理化学部門（熊谷崇グループリーダー）との連携を開始する．また，客員教員による大学院講義を開講する．2020年度は，合同国際シンポジウムをFHIで開催する計画があり，FHI側と日程調整を行っている．

統合物質創製化学研究推進ユニット/ Unit
on Integrated Research Consortium on
Chemical Sciences■2019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/高橋保/西田まゆみ■2019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，インジウムヒドリドの脱水
素触媒作用に関する研究，水中でのバイオマス由来化合物の選択的水素化のための触媒の開発，グリセロールからのアミノ酸合成のためのRu-Ni合金触媒の開発等の成果を上げた．また，本年度は統合物質創製化学推進機構第5回国
内シンポジウム（北海道大学），第3回国際シンポジウム

78（名古屋大学）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2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，名古屋大学にて開催予定の国内シンポジウム，当研究所が担当して北海道大学にて開催予定の国
際シンポジウムおよび京都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■2019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■2019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．
（2）コンソーシアム会員企業等を募る広報活動を行って，
昭和電工，昭和電工セラミックス，日立化成，NEケムキャ
ット，日揮触媒化成，豊田中央研究所および田中貴金属工業の7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約15の大学の研究者の測定装置の供用をおこなった．
（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ーと製品化のために共同研究を継続した．
2020年度内にプロトタイプ機を発表する予定である．

■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）2019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い，2020年度内のプロトタイプ機発表をめざす．

年報2019・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．

■2019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■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2019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．2019年度の研究所内外の利用者は以下のとおり．
年度
ガラス工作
金属工作
2019
142(6)
95(1)※（ ）は，研究所外利用で内数．

低真空走査型電子顕微鏡
X線光電子分光装置
吸着測定装置
高分解能電界放射型
走査型電子顕微鏡
電界放射型
透過型電子顕微鏡
核磁気共鳴分析装置(3台)
合計

研究所内
利用
83
149
81

研究所外
利用
24
10
76

137

110

84

15

2817
3351

1562
1797

■一般公開
2019年6月8日,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工作体験を通して紹介した．計3回開催し，総勢35人が参加した．

■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．2019年度は6月5日,6日,11日,13日,10月18日に計9回開催し，総勢30人が参加した．
主な内容としては，（1）技術部の仕事内容と製品の注文，修理依頼に関する説明，（2）実験する際のガラス・金属製品の取り扱いについて，（3）ガラス・金属工作室の説明と実習（4）技術部管理装置の説明（5）応急処置である．
講習を始めてから機械・ガラスの修理の数は減少したた
め，継続することで実験による事故も減り,研究環境の向上にもつながっている．

■出張(1) 走 査 型 XPS 装 置 に よ る マ ッ ピ ン グ 分 析 実 践 講 習（2019/7/26）：下田周平●年報2019・研究室編

79

■研修
(1) 令和元年度北海道地区国立大学法人等中堅技術職員研修（2019/9/10～12）：長谷川貴彦・川村裕介■掲載誌及び掲載論文(1) Yasuda, S.; Tamura, K.; Terasawa, T.; Yano, M.; Nakajima,H.; Morimoto, T.; Okazaki, T.; Agari, R.; Takahashi, Y.; Kato,80

M.; Yagi, I.; Asaoka, H. Confinement of Hydrogen Molecules
at Graphene-Metal Interface by Electrochemical Hydrogen
Evolution Reaction. J. Phys. Chem. C 2020, 9, 5300–5307.
(2) Shimoda, N.; Yoshimura, T.; Nukui, T.; Satokawa. S.
Alloying Effect of Nickel-Cobalt Based Binary Metal
Catalysts Supported on α-Alumina for Ammonia
Decomposition. J. Chem. Eng. jpn. 2019, 5. 413−422.

年報2019・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) Ishikawa, S.; Murayama, T.; Katryniok, B.; Dumeignil,
F.; Araque, M.; Heyte, S.; Paul, S.; Yamada, Y.; Iwazaki,M.; Noda, N.; Ueda, W. Influence of the structure of
trigonal Mo-V-M3rd oxides (M3rd=-, Fe, Cu, W) on
catalytic performances in selective oxidations of ethane,acrolein, and allyl alcohol. Appl. Catal., A, 2019, 584,
117151.
(2) Orlowski, I.; Douthwaite, M.; Iqbal, S.; Hayward, JS.;
Davies, TE.; Bartley, JK.; Miedziak, PJ.; Hirayama, J.;
Morgan, DJ.; Willock, DJ.; Hutchings, GJ. The
hydrogenation of levulinic acid to gamma-valerolactone over
Cu-ZrO2 catalysts prepared by a pH-gradient methodology. J.
Energy Chem. 2019, 36, 15-24.
(3) McQuillan, AJ.; Osawa, M.; Peak, D.; Ren, B.; Tian, ZQ.
Experiments on adsorption at hydrous metal oxide surfaces
using attenuated total reflection infrared spectroscopy(ATRIRS) OUPAC Technical Report). Pure and Applied
Chemistry, 2019, 91, 2043-2061.

●年報2019・研究室編(4) Umeda, M.; Niitsuma, Y.; Horikawa, T.; Matsuda, S.;
Osawa, M. Electrochemical Reduction of CO2 to Methane on
Platinum Catalysts without Overpotentials: Strategies for
Improving Conversion Efficiency. ACS Appl. Energy
Mater.2020, 3, 1119-1127.
(5) Li, GN.; Vollmer, I.; Liu, C.; Gascon, J.; Pidko, EA.
Structure
andReactivity
ofthe
Mo/ZSM-5
Dehydroaromatization Catalyst: An Operando Computational
Study. ACS Catal. 2019, 16, 8731-8737.
(6) van Putten, R.; Filonenko, GA.; de Castro, AG.; Liu, C.;
Weber, M.; Muller, C.; Lefort, L.; Pidko, E. Mechanistic
Complexity of Asymmetric Transfer Hydrogenation with
Simple Mn-Diamine Catalysts. Organometallics, 2019,16,
3187-3196.
(7) Kon, Y.; Nakashima, T.; Fujitani, T.; Murayama, T.; Ueda,
W. Dehydrative Allylation of Amine with Allyl Alcohol byTitanium Oxide Supported Molybdenum Oxide Catalyst.
Synlett, 2019, 3, 287-292

81個人データpersonal data
個人データ
教員の50音順．着任時の職名が現在のものとことなる場合にはそれが表示されている．

朝倉清髙
あさくらきよたか
Kiyotaka ASAKURA
職名：教授
着任：1999年4月1日
部門/クラスター/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
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/

82

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/American Chemical Society/Royal Society of Chemistry/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-）/日
本放射光学会評議員（2016-）/Royal Chemical Society PCCP
編集委員2016-）/FRSC（2018-）/International XAFS Society
vice president（2018-）/触媒学会北海道支部長(2018-2020)/
日本放射光学会会長（2019-）
主 要 な 研 究 業 績 ：（ 1 ） Kashaboina, U.; Nishikawa, Y.;
Wakisaka, Y.; Sirisit, N.; Nagamatsu, S.; Bao, D.; Ariga-Miwa,
H.; Takakusagi, S.; Inami, Y.; Kuriyama, F.; Dipu, A. L.;
Ogihara, H.; Iguchi, S.; Yamanaka, I.; Wada, T.; Asakura, K.
Metamorphosis-like Transformation During Activation of
In/SiO2 Catalyst for Non-Oxidative Coupling of Methane: In
Situ X-ray Absorption Fine Structure Analysis. Chem. Lett.
2019, 9, 1145-1147.（2）Sirisit, N.; Kido, D.; Wakisaka, Y.;
Ariga-Miwa, H.; Takakusagi, S.; Asakura, K.; Sekizawa, O.;
Sakata, T.; Uruga T.; Iwasawa, Y. Evidence for Multi-AtomResonance X-ray Raman Spectroscopy &mdash; An in situ
Low Z element and Bond-specific X-ray Spectroscopy. e-J Surf.
Sci. Nanotech. 2018, 16, 387-390.（3）Takahashi, S.; Todoroki,N.; Myochi, R.; Nagao, T.; Taguchi, N.; Ioroi, T.; Feiten, F. E.;
Wakisaka, Y.; Asakura, K.; Sekizawa, O.; Sakata, T.; Higashi,K.; Uruga, T.; Iwasawa, Y.; Wadayama, T. Effective surface
termination with Au on PtCo@Pt core-shell nanoparticle:
Microstructural investigations and oxygen reduction reaction
properties. J. Electroanal. Chem. 2019, 842, 1-7.（4）Yuan, Q.;
Wakisaka, Y.; Uemura, Y.; Wada, T.; Ariga-Miwa, H.;
Takakusagi, S.; Asakura, K.; Brankovic, S.R. Reaction

年報2019・個人編●

stoichiometry and mechanism of Pt deposition via surface
limited redox replacement of copper UPD layer on Au(111). J.
Phys. Chem., C 2018, 122, 16664-16673.（5）Uemura, Y.; Kido,
D.; Wakisaka, Y.; Uehara, H.; Ohba, T.; Niwa, Y.; Nozawa, S.;
Sato, T.; Ichiyanagi, K.; Fukaya, R.; Adachi, S.; Katayama, T.;
Togashi, T.; Owada, S.; Ogawa, K.; Yabashi, M.; Hatada, K.;
Takakusagi, S.; Yokoyama, Y.; Ohtani, B.; Asakura, K.
Dynamics of photoelectrons and structural changes of tungsten
trioxide observed by femtosecond transient XAFS. Angew.
Chem. Int. Ed. 2015, 55,1364-1367.
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)

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
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」.

大谷文章
おおたにぶんしょう
Bunsho OHTANI

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.j
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：●年報2019・個人編

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：光触媒反応/光電気化学/表面化学/触媒
反応化学
学歴：1979年3月京都大学工学部石油化学科卒業/1981年3月京都大学工学研究科石油化学専攻修士課程修了/1984年3月京都大学工学研究科石油化学専攻博士課程研究指導認
定退学/1984年4月-1985年2月京都大学工学部研究生
学位：1981年3月工学修士（京都大学）/1985年3月工学博士（京都大学）「Photocatalytic Redox Reactions by Aqueous
Suspension of Titanium Dioxide」
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

83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）

84

高敏
がおみん
Min GAO
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/
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/日本化学会
学会活動：触媒学会北海道支部幹事（2017-）
・触媒学会北海道支部HP副委員（2018-）
・触媒学会広報副委員（2019-）
・
第22回理論化学討論会実行委員（2019）・第二回北大研究所センターシンポジウム実行委員（2019）
主要な研究業績：（1）Gao, M.; Lyalin, A.; Taketsugu, T.
Catalytic Activity of Au and Au2 on h-BN Surface: Adsorption
and Activation of O2. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 9054-9062.
（2）Gao, M.; Lyalin, A.; Maeda, S.; Taketsugu, T. Applicationof automated reaction path search methods 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.（3）Gao, M.;
Lyalin, A.; Taketsugu, T. Long Range Functionalization ofh-BN Monolayer by Carbon Doping. J. Phys. Chem. C 2016,
120, 15993-16001.（4）Gao, M.; Horita, D.; Ono, Y.; Lyalin, A.;
Maeda, S.; Taketsugu T. Isomerization in Gold Clusters upon
O2 Adsorption. J. Phys. Chem. C . 2017, 121, 2661-2668.（5）Cao, Y.; Maitarad, P.; Gao, M.; Taketsugu, T.; Li, H.; Yan, T.;
Shi, L.; Zhang D. Defect-induced efficient dry reforming of
methane over two-dimensional Ni/h-boron nitride nanosheet
catalyst. Appl. Catal. B-environ, 2018, 238, 51-60.

年報2019・個人編●

小林広和
こばやしひろかず
Hirokazu KOBAYASHI
職名：助教
着任：2009年4月1日
部門：物質変換研究部門
研究室：創成科学研究棟04 309-1
電話：011-706-9137・ファクシミリ：011-706-9139・電子
メール：kobayashi.hi@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
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）Sagawa, T.; Kobayashi, H.; Murata, C.;
Shichibu, Y.; Konishi, K.; Fukuoka, A. Catalytic Conversion ofa Chitin-Derived Sugar Alcohol to an Amide-Containing
Isosorbide Analog. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7,14883–14888.*（2）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.* （ 3 ）Techikawara, K.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A. Conversion of
N-Acetylglucosamine to Protected Amino Acid over Ru/C
Catalyst. ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6, 12411−12418.*（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.*
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●年報2019・個人編（ 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：International Water Association (IWA) /触媒学会/
電気化学会
主要な研究業績：（1）Kowalska, E.; Remita, H.; ColbeauJustin, C.; Hupka, J.; Belloni, J. Modification of titanium
dioxide with platinum ions and clusters: Application inphotocatalysis. J. Phys. Chem. C. 2008, 112, 1124-1131.（2）Kowalska, E.; Abe, R.; Ohtani, B. Visible light-induced
photocatalytic reaction of gold-modified titanium(IV) oxide
particles: action spectrum analysis. Chem. Commun. 2009, 45,
241-243.（3）Kowalska, E.; Prieto-Mahaney, O.-O.; Abe, R.;
Ohtani, B. Visible light-induced photocatalysis throughsurface-plasmon excitation of gold on titania surface. Phys.

85

Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2344-2355.（4）Kowalska, E.;
Wei, Z.; Karabiyik, B.; Herissan, A.; Janczarek, M.;
Markowska-Szczupak, A.; Remita, H.; Ohtani, B. Silver
modified titania with enhanced photocatalytic andantimicrobial properties under UV and visible light irradiation.
Catal. Today, 2015, 252, 136-142. （5）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,
2017, 206, 393-405.
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
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）
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

86

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：金属ナノクラスター/銀触媒/有機合成/
自動車排ガス浄化
学歴：1994年3月名古屋大学工学部応用化学科卒業/1997
年3月名古屋大学大学院工学研究科修士課程修了/2000年3月名古屋大学大学院工学研究科博士課程修了
学位：2000年3月博士（工学）（名古屋大学）
職歴：2000年4月新潟大学大学院自然科学研究科助手/2004
年4月名古屋大学大学院工学研究科助手/2007年4月名古屋大学大学院工学研究科助教/2010年10月北海道大学触媒化学研究センター准教授/2015年4月1日北海道大学触媒化学
研究センター教授/2015年10月北海道大学触媒科学研究所
教授（触媒材料研究部門）
所属学会：触媒学会/日本化学会/石油学会
学会活動：触媒学会編集委員（2002-2004）・触媒学会関東地区幹事（2003）・石油学会ジュニアソサイアティー代
表幹事（2007-2009）・触媒学会討論会委員（2008-2010）・
触媒学会広報委員（2009）・石油学会論文誌編集委員（2009-2010）
主要な研究業績：（1）Maeno, Z.; Yasumura, S.; Wu, X.;
Huang, M.; Liu, C.; Toyao, T.; Shimizu, K. Isolated
Indium-hydrides in CHA Zeolites: Speciation and Catalysis for

年報2019・個人編●

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
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」
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)●年報2019・個人編

主要な研究業績：（1）Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.
Mechanochemical synthesis of a carboxylated carbon catalyst
and its application in cellulose hydrolysis. ChemCatChem
2016, 8, 1059-1064.（2）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. （ 3 ） Shrotri, A.; Kobayashi, H.; Fukuoka, A.
Cellulose Depolymerization over Heterogeneous Catalysts.
Acc. Chem. Res. 2018, 51, 761-768.（4）Shrotri, A.; Chen, P.;
Fukuoka, A. Soluble cello-oligosaccharides produced bycarbon catalyzed hydrolysis of cellulose. ChemSusChem 2019,12, 2576-2580. （5）Asakawa, M.; Shrotri, A.; Kobayashi, H.;
Fukuoka, A. Solvent basicity controlled deformylation for theformation of furfural from glucose and fructose. Green Chem.
2019, 21, 6146-6153.
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）
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) 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, 11, 1134-1144.（2）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.（3）Wang, Y.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi,
T. Lithiation of palladated dihydropentacene: a new route for87the introduction of substituents from both of electrophiles andnucleophiles to pentacene. Chem. Commun. 2018, 54,
1265-1268.（4）Bando, M.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi,
T. Formation A Spiro[4,4]nona-1,3,6-triene by the Reaction ofBis(cyclopentadienyl)titanacyclopentadienes with Bismuth(III)
Chloride. Dalton Transactions 2017, 46, 16408-16411.（5)Song, Z.; Hsieh, Y.-F.; Nakajima, K.; Kanno, K.; Takahashi, T.
Separation of Five Linearly Aligned Carbons into Two-Carbon
and Three-Carbon Groups on Titanium. Organometallics 2016,
35, 1092-1097.

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/界面シミュレーション研究クラスタークラスター
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）
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.;88

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)

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

年報2019・個人編●

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）Hori, H.; Takashima, M.; Takase, M.;
Ohtani, B. Kinetic analysis supporting multielectron reductionof oxygen in bismuth tungstate-photocatalyzed oxidation oforganic compounds. Catal. Today 2018, 313, 218–223.（2）Takeuchi S.; Takashima M.; Takase M.; Ohtani B. Digitally
Controlled Kinetics of Titania-photocatalyzed Oxygen
Evolution. Chem. Lett. 2018, 47, 373–376.（3）高島舞・大谷文章『第1編第4章不均一系光触媒反応による水と二酸化炭素資源化の歴史と課題』，「光触媒/光半導体を利用した人工光合成―最先端科学から実装技術への発展を目指して―」(株)エヌ・ティー・エス，東京（2017）39-47.（4）Nitta,
A.; Takase, M.; Takashima, M.; Murakami, N.; Ohtani, B. A
Fingerprint of Metal-oxide Powders: Energy-resolved
Distribution of Electron Traps. Chem. Commun. 2016, 52,
12096–12099.（5 ）Takashima, M.; Kuroda, T.; Saito, M.;
Ohtake, N.; Matsuo, M.; Iwamoto, Y. Development of Antiwear
Shim Inserts Utilizing Segment-Structured DLC Coatings. J.
Solid Mech. Mater. Eng. 2009, 3, 841–852.
学術関係の受賞：日本機械学会若手優秀講演フェロー賞「3次元基材へのテクスチャーDLC膜合成法の開発」（2010/11）
第32回（2012年春季）応用物理学会講演奨励賞「複雑形状へのテクスチャーDLC膜の作成」（2012/3）

高橋保
たかはしたもつ
Tamotsu TAKAHASHI
職名：教授
着任：1995年10月1日
部門/クラスター：分子触媒化学研究部門/触媒研究基盤開発クラスター
研究室：創成科学研究棟05-311
電話：011-706-9149・ファクシミリ：011-706-9150・電子
メール：tamotsu@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：合成化学/有機化学反応/炭素多環化合物/有機
金属化合物/機能材料・デバイス
研究課題：遷移金属錯体を用いた選択的な反応の開発（1995-）
研究キーワード：有機合成化学/有機金属錯体化学
学歴：1978年3月東京大学工学部工業化学科卒業/1980年3月東京大学工学系研究科工業化学専攻修士課程修了/1983
年3月東京大学工学系研究科工業化学専攻博士課程修了
学位：1980年3月工学修士（東京大学）/1983年3月工学博士 （ 東 京 大 学 ）「 A Study on the Reactions of Ligating
Dinitrogen in Molybdenum and Tungsten PhosphineComplexes」
職歴：1983年4月東京大学工学部工業化学科助手/1991年1●年報2019・個人編

月分子科学研究所助教授/1994年4月北海道大学助教授（併任）（触媒化学研究センター客員研究部門）/1995年10月北海道大学教授（触媒化学研究センター精密有機触媒部門）/1998年4月北海道大学教授（触媒化学研究センター分子触媒化学部門・有機合成触媒分野）/2015年10月北海道大学
触媒科学研究所教授（分子触媒研究部門）
在 外 研 究 歴 ： 1984 年 9 月 -1986 年 8 月 Purdue University（Postdoctorate at Purdue University）
所属学会：Letters in Organic Chemistry/アメリカ化学会/触媒学会/日本化学会/近畿化学協会/有機合成化学協会
学会活動： 2009年-2013年日本化学会国際交流委員会委員
長/2006年4月-2009年3月，2010年-日本学術振興会特別研究員等審査会化学班専門委員/2006年日本化学会FACS誘致委員会委員長/2006年-2008年，2011年-日本学術会議連携会員/2008年4月-2009年3月日本化学会北海道支部支部長/2009年3月1日-2011年2月28日日本化学会北海道支部監査/2010年3月1日-2011年2月28日日本化学会北海道支部学会賞推薦委員/2010年3月1日-2011年2月28日日本化学会北海道支部学術賞等推薦委員/Symposium Organizer of 2010
International Chemical Congress of Pacific Basin Societies(PACIFICHEM
2010),
Honolulu,
Hawaii,USA,
2010/International Advisory Board of 25th ICOMC2012(ICOMC-25), Lisbon, Portugal, 2012/The Chairman of the
26th International Conference on Organometallic Chemistry(ICOMC2014), Sapporo, Japan, 2014/International Advisory
Board of The 15th Asian Chemical Congress (15ACC),
Singapore, 2013/2011 年-2013年日本 化学 会理 事 /2011 年-2013年FACS（アジア化学会連合会）役員/2013年-2016年
Organometallics Editorial Advisory Board
主要な研究業績：（1）Kanno, K.; Igarashi, E.; Zhou, L.;
Nakajima, K.; Takahashi, T. Selective Linear Triene Formationfrom Different Alkynes Using Zr/Cu System. J. Am. Chem.
Soc. 2008, 130, 5624-5625.（2）Ren, S.; Igarashi, E.; Nakajima,
K.; Kanno, K.; Takahashi, T. Coupling of the R-Cp or Indenyl
Ligand with the Diene Moiety of Bis(substituted
cyclopentadienyl)- or Bis(indenyl) zirconacyclopentadienes. J.
Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7492-7493.（3）Mizukami, Y.; Li,
H.; Nakajima, K.; Song, Z.; Takahashi, T. Coupling ofTitanacyclopentadienes with a Cp Ligand and Elimination of
One Substituent. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 8899-8903.
（ 4 ） Song, Z.; Hsieh, Y.-F.; Nakajima, K.; Kanno, K.;
Takahashi, T. Separation of Five Linearly Aligned Carbons into
Two-Carbon and Three-Carbon Groups on Titanium,
Organometallics, 2016, 35, 1092-1097.（5）Masayoshi, B.;
Kiyohiko, N.; Zhiyi,S.; Takahashi, T. Coming Back to theStarting Position of Carbons Traveling in Organic Molecules on
Titanium: Merry-Go-Round Reaction. Organometallics 2019,38, 731–734
学術関係の受賞：有機合成化学協会奨励賞「ジルコノセン－アルケン錯体を用いた選択的反応の開発」（1993）
・日本
化学会学術賞「前周期遷移金属を用いた炭素－炭素結合活性化と新規合成手法の開発」（1998）
その他受賞：エクセレント・ティーチャー（北海道大学全学教育科目）（平成22・23・25・26・27・28年度）
・札幌市
国際会議主催者功労表彰（2015/03/06）・北海道大学教育総長賞（2015）・北海道大学教育総長賞優秀賞（2014・
2016）・Golden Medal of the Faculty of Science of the Charles
University, Czech (2016)

89

鳥屋尾隆

中島清隆

とやおたかしTakashi TOYAO

なかじまきよたか
Kiyotaka NAKAJIMA

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/

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/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）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.（2）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. （3）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.（4）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.
（ 5 ） Toyao, T.; Suzuki, K.; Kikuchi, S.; Takakusagi, S.;
Shimizu, K.; Takigawa, I. Toward Effective Utilization ofMethane: Machine Learning Prediction of Adsorption Energies
on Metal Alloys. J. Phys. Chem. C 2018, 122, 8315–8326.

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（2019-2020）
・日本
化学会北海道支部役員（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
Supported90

年報2019・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-)●年報2019・個人編

主要な研究業績：(1) 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, 11, 1134-1144.*（2）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.*（3）Wang, Y.;
Kanibolotsky, A. L.; Skabara, P. J.; Nakano, T. Chirality
Induction Using Circularly Polarized Light to a Branched
Oligofluorene Derivative in the Presence of Achiral Aid
Molecule. Chem. Commun. 2016, 52, 1919–1922.* （ 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」
職歴：1979年4月帝京大学助手（薬学部）/1984年4月相模91

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.
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）

92

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：理論化学/計算化学/量子化学/触媒化学
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）Ohtsuka, Y.; Nishikawa, Y.; Ogihara, H.;
Yamanaka, I.; Ratanasak, M.; Nakayama, A.; Hasegawa, J.
Theoretical Study on the C-H Activation of Methane by
Liquid-Metal Indium: Catalytic Activity of Small Indium
Clusters. J. Phys. Chem. A 2019, 123, 8907-8912.（2）Koizumi,
Y.; Jin, X.; Yatabe, T.; Miyazaki, R.; Hasegawa, J.; Nozaki,
K.; Mizuno, N.; Yamaguchi, K. Selective Synthesis of Primary
Anilines from NH3 and Cyclohexanones by Utilizing
Preferential Adsorption of Styrene on the Pd Nanoparticle

年報2019・個人編●

Surface. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 10893-10897.（3）Zhao, L.; Nakatani, N.; Sunada, Y.; Nagashima, H.; Hasegawa,J. Theoretical Study on the Rhodium-Catalyzed Hydrosilylationof C=C and C=O Double Bonds with Tertiary Silane. J. Org.
Chem. 2019, 84, 8552-8561.（4）De Chavez, D. P.; Gao, M.;
Kobayashi, H.; Fukuoka, A.; Hasegawa, J. Adsorption
Mediated Tandem Acid Catalyzed Cellulose Hydrolysis by
Ortho-substituted Benzoic Acids. Mol. Catal. 2019, 475,
110459.（5）Miyazaki, R.; Nakatani, N.; Levchenko, S. V.;
Yokoya, T.; Nakajima, K.; Hara, K.; Fukuoka, A.; Hasegawa, J.
DFT Mechanistic Study on the Complete Oxidation of Ethylene
by the Silica-Supported Pt Catalyst: C═C Activation via the
Ethylene Dioxide Intermediate. J. Phys. Chem. C, 2019, 123,
12706-12715.
学術関係の受賞：Asian Rising Star Award, The 15-th Asian
Chemical Congress （ 2013/8/20 ）・ Centre de Mecanique
Ondulatoire Appliquee QSCP Promising Scientist Award（2011/9/14）・平成21年度分子科学会奨励賞・「光生物学
システムの励起状態と機能：高精度電子理論の開発を基盤とする理論的研究」（2009/09/22）.

福岡淳
ふくおかあつしAtsushi FUKUOKA
職名：教授
着任：2007年4月1日
部門/クラスター：物質変換研究部門/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●年報2019・個人編

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）Shrotri, A.; Kobayashi, H.;
Fukuoka, A. Cellulose Depolymerization over Heterogeneous
Catalysts. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 761-768. （5）Chen, P.;
Shrotri, A.; Fukuoka, A. Soluble Cello-Oligosaccharides
Produced by Carbon-Catalyzed Hydrolysis of Cellulose.
ChemSusChem 2019, 12, 2576-2580.
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）

93

古川森也
ふるかわしんや
Shinya FURUKAWA

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
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/選択水素化
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-）
・日本化学会北海道支部幹事（2018-）
主要な研究業績：（1）Y. Nakaya, M. Miyazaki, S. Yamazoe,
K. Shimizu, S. Furukawa, Active, Selective, and Durable
Catalyst for Alkane Dehydrogenation Based on Well-designed
Trimetallic Alloy. ACS Catal. 2020, 10, 5163-5172.（2）Y. Wang,
S. Furukawa, S. Song, Q. He, H. Asakura, N. Yan, Catalytic
production of alanine from waste glycerol. Angew. Chem. Int.
Ed. 2020, 59, 2289-2293.（3）F. Xing, J. Jeon, T. Toyao, K.
Shimizu, S. Furukawa, Cu–Pd Single-Atom Alloy Catalyst forHighly Efficient NO reduction. Chem. Sci. 2019, 10,8292-8298.（4）Jeon, J.; Kon, K.; Toyao, T.; Shimizu, K.;
Furukawa, S. Design of Pd-Based Pseudo-Binary Alloy
Catalysts for Highly Active and Selective NO Reduction. Chem.
Sci. 2019, 10, 4148-4162.（5）Miyazaki, M.; Furukawa, S.;
Komatsu, T. Regio- and Chemoselective Hydrogenation ofDienes to Monoenes Governed by a Well-Structured Bimetallic
Surface. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 18231–18239.
学術関係の受賞：The 16th International Congress on Catalysis(ICC16) Young Scientist Prize (2016/07）
・第26回金属学会奨励賞（2016/09）
・触媒学会学術奨励賞「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）

94

前野禅
まえのぜん
Zen MAENO
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/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.
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）

年報2019・個人編●

三輪寛子
みわひろこ
Hiroko Ariga MIWA

職名：助教
着任：2009年10月1日
部門/クラスター：触媒表面研究部門/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,●年報2019・個人編

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)

安田友洋
やすだともひろTomohiro YASUDA
職名：准教授着任：2015年4月1日
離任：2019年9月30日
部門/クラスター：研究開発部門
研究室：創成科学研究棟03 309
電話：029-861-4572・ファクシミリ：011-706-9381・電子
メール：t-yasuda@cat.hokudai.ac.jp
研究分野：イオン液体/高分子化学/電気化学/触媒化学
研究課題：イオン液体を基盤とする触媒反応システムの開発
研究キーワード：イオン液体/有機金属触媒化学/高分子化学/電気化学
学歴：1999年3月東京都立大学工学部工業化学科卒業
学位：2007年3月博士（工学）（山梨大学）「固体高分子形
燃料電池用スルホン酸化ポリイミド電解質膜の開発」
職歴：2003年4月山梨大学クリーンエネルギー研究センタ
ー産学連携研究員/2007年4月横浜国立大学NEDO特別研究員/2011年11月横浜国立大学共同研究推進センター特任教員（研究教員）/2015年4月北海道大学触媒化学研究センター准教授（実用化基盤技術開発部）/2015年10月北海道大学触媒科学研究所准教授（研究開発部門）
所属学会：高分子学会/電気化学会/イオン液体研究会/触媒学会
主要な研究業績：(1)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.（2）Ito, A.; Yasuda, T.; Ma, X.; Watanabe,
M. Sulfonated polyimide/ionic liquid composite membranes forcarbon dioxide separation. Polym. J. 2017, 49, 671-676.（3）Miran, M. S.; Yasuda, T.; Susan, M. A. B. H.; Dokko, K.;
Watanabe, M. Binary Protic Ionic Liquid Mixtures as a Proton
Conductor: High Fuel Cell Reaction Activity and Facile Proton
Transport. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 27631-27639. （4）Lee,S.-Y.; Ogawa, A.; Kanno, M.; Nakamoto, H.; Yasuda, T.;
Watanabe, M. Nonhumidified Intermediate Temperature Fuel
Cells Using Protic Ionic Liquids. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132,9764-9773.（5）Yasuda, T.; Abe, J.; Yoshida, H.; Iyoda, T.;
Kawai, T. Selective Synthesis of 1-Aryl-2-ferrocenylethylene
by Cross-Metathesis. Adv. Synth. Cat. 2002, 344, 705-711.

95

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）》■2019 年度に登録された特許
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」
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）■2018 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）

963758856・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2019・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2019・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）

97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）

984526222・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2019・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2019・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

99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）

教職員の受賞■2019年度の受賞
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）

100■2018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」《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

年報2019・個人編●

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
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●年報2019・個人編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）《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」

101

（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）
環境と人間「触媒化学のフロンティア」［2］長谷川淳也*/
朝倉清髙/清水研一/古川森也/髙草木達/福岡淳/中島清隆/大谷文章/Zhiyi SONG/安田友洋/Ewa KOWAKSKA/
西田まゆみ■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］（山田敏彦*）/（平田聡之）/（星野洋一郎）/（河合正人）/（山形定）/（荒木肇）/中島清隆/（松本謙一郎）/（堀千明）/福岡淳/（石井一暢）/（岩渕和則）■学士課程・全学教育
化学I［2］朝倉清髙
化学II［2］朝倉清髙■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/Min GAO/
（他）
■学士課程・理学部
触媒化学［2］福岡淳*/中野環/長谷川淳也

102■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■学士課程・工学部（機械知能工学科）
ラボラトリセミナー［1］（渡辺直子）/三輪寛子/（中川祐貴）■学士課程・薬学部
有機化学実習I［1］（渡邉瑞貴*）/Zhiyi SONG/（土井良平）■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］
（荒木肇）
/（藤井賢彦*）/（BIJU Vasudevan Pillai）/（八木一二三）/大谷文章/（森川正章）
分子環境学特論I［2］大谷文章
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■修士課程・工学部，工学院（量子理工学専攻）
表面ナノ材料科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙
Surface Nanomaterials' Sciences（表面ナノ材料科学E）［1］髙草木達/朝倉清髙
表面ナノ解析科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙
Surface Nano Analyses（表面ナノ解析科学E）［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■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）/（小林正人）/（岩佐豪）/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］Abhijit SHROTRI/（他）
応用科学特別講義「Leading and Advanced Molecular
Chemistry and Engineering III」
［1］
（安住和久*）/（幅﨑浩樹）/（忠永清治）/（村越敬）/（八木一三）/（松島永佳）/髙草木達■博士後期課程
Surface Nanomaterials' Sciences（表面ナノ材料科学E）［1］髙草木達/朝倉清髙
Surface Nano Analyses（表面ナノ解析科学E）［1］髙草木年報2019・個人編●

達/朝倉清髙
表面ナノ材料科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙
表面ナノ解析科学特論［1］髙草木達/朝倉清髙■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II［1］（安住和久*）/（幅﨑浩樹）/（忠永清治）/（村越敬）/（八木一三）/（松島永佳）/髙草
木達■Hokkaido Summer Institute
Catalyst Principle and Catalyst Design［1］髙草木達/Ewa
KOWALSKA/Abhijit SHROTRI/（他）2019年度学位審査
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．
■博士
大学院総合化学院
Sharmin Sultana Poly 「 Heterogeneous catalysis for thesynthesis of chemicals using dehydrogenation /hydrogenation
properties of metal nanoparticles and hydrophobicity ofacidic zeolites」主査：長谷川淳也・副査：（向井紳）/清水研一/古川森也
Md. Nurnobi Rashed「Transformations of carboxylic acids
derivatives using heterogenous acid-base catalysts 」主査：
長谷川淳也・副査：（向井紳）/清水研一/古川森也
Jeon Jaewan「Development of Highly Selective Pd Based Alloy
Catalysts for deNOx reactions」主査：長谷川淳也・副査：
福岡淳/清水研一/古川森也
Md. Anisur Rahman Jamil 「 Sustainable Heterogeneous
Catalysis For C-C/C-N Coupling Using Methanol andTriglyceride 」主査：福岡淳・副査：長谷川淳也/清水研
一/古川森也
戴河双「1,1’-ビ(2-ナフトール)に基づく光学活性ポリウ
レタンの合成とコンホメーション」主査：中野環・副査：（鈴木孝紀）/（佐藤敏夫）/（澤村正也）
宮﨑玲「金属クラスター触媒による不活性結合の活性化機構に関する理論的研究」主査：長谷川淳也・副査：（武次徹也／清水研一／福岡淳）
大学院生命科学院
坂東正佳「炭素原子が有機分子内を連続して移動する反応（メリーゴーランド反応）の発見」主査：高橋保・副査：（松永茂樹）/（佐藤美洋）/（大西英博）■修士
大学院総合化学院
栢森真吾「Pt/MoOx/TiO2触媒を用いた二酸化炭素水素化による低温メタノール合成」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
Feilong XING「Cu-Pd Alloy Catalyst Highly Efficient for low
temperature deNOx」主査：古川森也・副査：古川森也/
中島清隆
Li YUXIN「Solid-adsorbate interactions over group 13 metaloxide surfaces」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
陳家偉「TiO2 担持金属触媒を用いた逆水性ガスシフト反応」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆●年報2019・個人編（Jing YUAN）「Promotional Effect of La in the Three-Way
Catalysis of La-Loaded Al2O3-Supported Pd Catalysts」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
安村駿作「ゼオライト内インジウム種の局所構造解析と低級アルカン活性化能」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
窪田博愛「H-AFXゼオライト触媒におけるNH3-SCR反応のメ
カニズム解析」主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
羅サイゲツ「らせん状ポリフェナントロリン誘導体の合成，構造および高分子配位子としての機能」主査：中野環・副査：（澤村正也）
孫歌「ポリナフタレンの合成と不斉構造誘起」主査：中野環・副査：（鈴木孝紀）
葛西聡馬「ビニルビピリジンの合成，重合および生成高分子の触媒反応への応用」主査：中野環・副査：（谷野圭持）伊勢家正裕「金属ドープされた酸化セリウムを用いたメタ
ンのC-H結合活性化に関する理論的研究」主査：長谷川淳也・副査：（清水研一／武次徹也）
尹福玉「Molecular design for intersystem crossing based ontheoretical calculation」主査：長谷川淳也・副査：清水研
一/（中野環／高敏）淺川みゆき「固体触媒を利用したバイオマス由来糖類からの有用フラン類合成」主査：福岡淳・副査：長谷川淳也/（向井紳）/中島清隆
柴山夏美「固体酸塩基触媒による5炭糖・6炭糖の異性化・逆アルドール反応」主査：福岡淳・副査：長谷川淳也/（増田隆夫）/中島清隆
大学院環境科学院
李ユミン「Hydrothermal Synthesis and Characterization of
Octahedral-shaped Anatase Particles as Pure Titania
Photocatalyst Samples（純粋酸化チタン(IV)光触媒試料としての八面体形状アナタース粒子の水熱合成と特性評価）」主査：大谷文章・副査：（神谷裕一）/（八木一三）
Fitri Rizki AMALIA 「 Development of A Facile Reliable
Method to Evaluate Photocatalytic Activity withFormaldehyde as A Key Substance（ホルムアルデヒドを利用する簡易かつ精密な光触媒活性評価法の開発）」主
査：大谷文章・副査：（神谷裕一）/高島舞（李天駆）「白金合金ナノワイヤー触媒における酸素還元反応活性の向上」主査：（八木一三）
・副査：大谷文章/（七分勇勝）/（加藤優）（呉佳氷）「Hybrid molecular materials based on Mn-Cr oxalate
coordination polymers with supramolecular structures（超分子構造を導入したMn-Crオキザレート配位高分子を基礎とする分子性複合材料）」主査：（中村貴義）
・副査：（野呂真一朗）/Ewa KOWALSKA（高田真緒）「酵素加水分解反応を定量できる蛍光レシオメ
トリー基質の開発」主査：（山田幸司）・副査：（沖野龍文）/（松田冬彦）/Ewa KOWALSKA（村田千夏）「中空型巨大ポリ酸の内部空間設計と機能開拓」主査：（小西克明）
・副査：大谷文章/（七分勇勝）/（加藤優）（永井かなえ）「多層被覆CdSナノロッドによる水の可視光
電解酸化」主査：（八木一三）・副査：大谷文章/（柚山健一）/（加藤優）（藤林那月）「酸素還元活性に対するカーボンナノチューブ
への銅-鉄共ドーピング効果」主査：（八木一三）
・副査：（野呂真一郎）/高島舞/（加藤優）

103

（ Philip Anggo Krisbiantoro ） 「 Development ofhigh-performance catalysts for ozonation of ammonia
nitrogen in water toward wastewater treatment」主査：
（神谷
裕一）
・副査：
（Vasudevan Phillai BIJU）/Ewa KOWALSKA/（廣川淳）（伊藤彰則）「Perfluoroalkyl基を有する多孔性Zr錯体の合成
及び吸着特性」主査：（野呂真一郎）・副査：（神谷裕一）/（大友亮一）/高島舞
大学院環境科学院
陶山なぎさ「TiO2(110)-(1×2)再構成表面における非対称構造化のメカニズム」主査：朝倉清髙・副査：髙草木達/（柴山環樹）/（富岡智）■学士
工学部
鈴木悠太「新型EXPEEM用重水素ランプ光学系の設計と高感度PEEM像の取得」主査：朝倉清髙
江本大知「Pt/Al2O3(0001)表面は，白金実触媒のモデルとなりうるか？―CO酸化反応を例として」主査：朝倉清髙
望月建佑「Ni2P(101b0)-(1×1)表面構造の理論的解明」主査：朝倉清髙
木村綾子「Cu系合金を用いた高効率NOx還元触媒の開発」
主査：清水研一・副査：古川森也/中島清隆
理学部（阿南梨紗）「かさ高いジベンゾフルベン誘導体とアクリル系モノマーの共重合」主査：中野環（原綾汰）「RhドープCo微粒子触媒のCH4活性化に関する理論的研究」主査：長谷川淳也
遠藤幸一朗「固体触媒によるバイオマス由来アセタール体の水素化反応」主査：福岡淳
鈴木悠介「固体酸触媒によるキチンの加水分解」主査：福岡淳
薬学部
足立悠「フェニル基を有するチタナシクロペンタジエンのカップリング反応に関する研究」主査：高橋保

2019年度委員・講師など■関連部局等各種委員会《アイソトープ総合センター》運営委員会 朝倉清髙
［2018/04/01～2020/03/31］《サステイナブルキャンパス推進本部》環境負荷負荷低減
推進員 中野環［2018/04/01～2020/03/31］《安全衛生本部》運営委員会 清水研一［2019/04/01～
2021/03/31］《工学研究院》学内共同利用施設運営委員会委員（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（核磁気共鳴装置研究室運営委員会） 福岡淳［2001/04/01～
2020/03/31］《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員会） 髙草木達［2017/04/01～
2020/03/31］《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
［2018/04/01～2020/03/31］

104《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［2018/04/01～2020/03/31］《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［2019/04/01～2020/03/31］《国際部》部局国際担当教員 宋志毅［2018/04/01～
2020/03/31］《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］《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 古川森也［2018/04/01～2020/03/31］《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］《理学研究院》極低温液化センター運営委員会 中島清隆
［2018/04/01～2020/03/31］《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［2018/04/01～2020/03/31］
・清水研一［2018/04/01～2020/03/31］《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［2017/06/01～2019/05/31］《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］■公的機関等の委員
Royal Society of Chemisity（イギリス） 編集委員 朝倉清髙［2016/08/01～2019/07/31］
・朝倉清髙［2019/08/01～2022/07/31］（財）総合工学振興財団 理事 高橋保［2019/04/01～
2020/03/31］（社）高分子学会 高分子命名法専門委員会委員長 中野環［2020/01/07～202006］（社）触媒学会 会長 福岡淳［2017/05/11～2019/05/10］（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 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
［2018/05/11～2019/05/10］
・朝倉清髙［2019/05/10～
2020/05/15］
・福岡淳［2017/05/12～2019/05/10］
・福岡
淳［2019/05/10～2020/05/15］（社）触媒学会 代議員 長谷川淳也［2019/03/01～
2020/02/29］
・長谷川淳也［2020/03/01～2021/02/28］
・
福岡淳［2019/03/01～2020/02/29］
・福岡淳［2020/03/01～2022/02/28］
・清水研一［2019/03/01～2020/02/29］
・
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 部会長 大谷文章［2018/05/11～2019/05/10］（社）触媒学会 表彰委員会表彰選考部会 委員 清水研一
［2018/05/11～2019/05/10］
・清水研一［2019/08/01～
2020/02/29］（社）触媒学会 表彰委員会表彰選考部会委員 長谷川淳也［2019/08/01～2020/02/29］（社）触媒学会北海道支部オーロラセミナー 講演者 高敏［2019/07/21］

年報2019・個人編●

（社）触媒学会 北海道支部支部長 朝倉清髙［2018/05/11～2019/05/10］
・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［2018/05/11～
2019/05/10］
・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8回新化学技術研究奨励賞審査委員 長谷川淳也［2018/10/05～2019/06/30］（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）石油学会 北海道支部長 清水研一［2018/05/08～
2019/05/07］（社）日本化学会 平成31年度速報誌編集委員 長谷川淳也［2019/01/01～2019/12/31］（社）日本化学会 北海道支部支部長 福岡淳［2019/03/01～2020/02/29］（社）日本化学会 命名法専門委員会委員 中野環［2019/04/01～2020/03/31］（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）日本化学学会北海道支部 会計幹事 小林広和
［2019/03/01～2020/02/29］（社）日本表面真空学会 IVC-22準備委員会委員 朝倉清髙
［2019/04/19～2020/03/31］（社）日本分析化学会北海道支部 2019年度公開セミナー講
演者 大谷文章［2019/12/13］（社）理論化学会 幹事 長谷川淳也［2019/06/01～
2021/05/31］（大）King Fard University of Petroleum and Minerals 准教
授候補者審査 朝倉清髙［2020/02/16～2020/03/31］（大）香港中文大学深圳校 カリキュラム等を検討する委員会委員 高橋保［2019/09/01～2020/03/31］（特非）量子化学研究協会 理事 長谷川淳也［2018/06/01～2020/05/31］（独）日本学術振興会 「基盤S」の審査に係る審査意見書の作成者 髙草木達［2019/12/09～2020/01/10］（独）日本学術振興会 「特別推進研究」の審査に係る審査意見書の作成者 髙草木達［2019/12/09～
2020/01/10］
・大谷文章［2019/12/09～2020/01/10］（独）日本学術振興会 科学研究費委員会専門委員 福岡淳［2019/01/01～2019/12/31］
・清水研一［2018/12/01～
2019/11/30］
・清水研一［2019/12/01～2020/11/30］
・大谷文章［2019/12/01～2020/11/30］（独）日本学術振興会 先導的研究開発委員会委員 福岡淳［～2019/09/30］（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］
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 領域アドバイザー 西田まゆみ［2018/06/08～2020/03/31］
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 福岡淳［2018/04/01～2020/03/31］
・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］●年報2019・個人編

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 朝倉清髙［2018/04/01～
2020/03/31］
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～］
全学運用教員審査会 長谷川淳也［2019/04/01～
2020/03/31］
総長補佐 福岡淳［2017/04/01～］
男女共同参画委員会企画調査専門委員会 高島舞［2017/12/01～2019/11/30］
部局長等連絡会議 長谷川淳也［2018/04/01～］■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［2019/04/01～2020/03/31］（株）ADEKA 技術指導者 高橋保［～2020/03/31］（株）イプロス 執筆者 朝倉清髙［2019/07/01～
2020/03/31］（株）ウェストコーナー 最高顧問 西田まゆみ［2018/04/01～2020/03/31］（株）化学同人 執筆者 朝倉清髙［2019/08/13～
2019/08/20］（財）高輝度光科学研究センター 第8回Spring-8グリーン
サスティナブルケミストリー研究会講演者 朝倉清髙
［2019/12/20］（財）日本触媒学会西日本支部 講師 中島清隆
［2019/08/29～2019/08/30］（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）新化学技術推進協会 先端化学・材料技術部会高選択性反応分科会講演会講師 長谷川淳也［2019/07/08］（大）横浜市立大学 講演者 長谷川淳也［2019/10/11］（大）慶應義塾大学 非常勤講師 西田まゆみ［2019/05/25］（大）山口東京理科大学 外部講師（講演者） 大谷文章［2019/10/24～2019/10/25］（大）千葉大学 非常勤講師 朝倉清髙［2019/04/08～
2020/03/31］（大）東京理科大学 講演者 大谷文章［2019/11/30］（大）徳島大学 講演講師 中野環［2019/08/29］（独）日本学術振興会 産業協力研究員会講演者 高島舞［2019/07/02］
グダニスク大学 非常勤講師 Ewa KOWALSKA［2019/06/10～2019/06/14］
ケミカルソフト（株） 技術顧問 西田まゆみ［2019/04/01～2020/03/31］
ダイキン工業（株）テクノロジーイノベーションセンター
技術アドバイザー 高橋保［～2020/03/31］
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］
環境省環境再生・資源循環局 発表者 中島清隆
［2019/11/12］

105綜研化学（株） 技術顧問 西田まゆみ［2018/07/01～
2019/06/30］
第1回次世代放射光アライアンス会議 講演者 福岡淳［2019/04/21～2019/04/23］
中国人民大学 客員教授 西田まゆみ［2018/04/01～
2020/03/31］
文部科学省科学技術・学術政策研究所 専門調査員 小林広和［2019/04/01～2020/03/31］
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］
北海道滝川高等学校 SSH講演講師 大谷文章［2019/05/14］
北海道滝川高等学校 アドバイザー 大谷文章
［2020/02/21］

外部資金など■科学研究費助成事業（補助金）
新学術領域研究（研究領域提案型）： 教授 長谷川淳也「生体触媒反応場の精密制御に資する理論計算手法の開発と応用」
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」
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」
若手研究（A）： 准教授 古川森也「金属間化合物―固溶体ハイブリッドアロイを用いた高効率触媒系の開発とその学理の構築」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
計」・教授 清水研一「その場観察分光法を用いた二酸化炭
素水素化触媒の活性点構造の研究」

若手研究： 助教 鳥屋尾隆「非化石炭素資源の合成化学
的変換に有効な不均一系触媒の開発」
・特任講師 前野禅
「環境調和型クロスカップリング反応の開拓に向けた高機能多核金属触媒の開発」
・博士研究員 佐川拓矢「キチン誘導体の選択的変換反応の開拓とその体系化」
・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」

■助成事業
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拠点形
成」

■受託研究
JST 委託研究： 教授 福岡淳「触媒法セルロース分解によるオリゴ糖の合成」
・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 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 飯田健二「アイセーフ波長用高効率 Si 受光センサの開発」
・准教授 中島清隆「糖類を原料とした有用ジカル
ボン酸類の環境低負荷合成」
・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
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」
・助教 小林広和「メタン低温部分酸化用ゼオライト担持金属触媒の開発」
NEDO 委託研究： 教授 朝倉清髙「MEA 性能創出技術開発」
・教授 西田まゆみ「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」
・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」（その他）： 教授 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材料評価」
・教授 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材料評価」■民間等との共同研究■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」
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」

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教授 福岡淳（2 件）
・教授 大谷文章（1 件）・教授 清水研一（2 件）
・教授 高橋保（1 件）
・教授 中野環（2 件）
・准教授 古川森也（2 件）・助教 鳥屋尾隆（2 件）■学術コンサルティング
教授 福岡淳（2 件）
・教授 大谷文章（1 件）

年報2019・個人編●

編集後記
editorial note and colophon
編集後記

書誌情報

こんな状況のもとでも，2019年度の報告としてはほとん
ど例年とかわらないものをいつもどおりに準備している．
直接的な影響が3月からだったから，ある意味では当然ともいえる．しかし，原稿をかきはじめて，これまでは締切におわれてさほどの思い入れもなくルーチンワークとして制作してきたのではないかと，いまさらながら気づかされた． 8月いっぱいまでのすべての学会やセミナーが中止
あるいは延期となって国内外の出張がぜんぶなくなった
ことと，北海道大学の行動指針にもとづいて在宅勤務が基本となったことで，時間的余裕ができたということでもある．こんな「のんき」なことをいうのは，たいへんな時間をすごしている多くの方にもうしわけないが，「考える」
ことがしごとの大学教員にとって（この「考える」というしごとは，家族に居眠りしていると誤解されることがある
ため，在宅勤務には不向きである），ほんとうの意味での考える時間がこんな事態になってはじめてできた，というのもおかしな話である．緊急事態が終息して平常にもどったらまた考える時間がなくなるのだろうか．
すくなくとも自分自身についていえば，報告書の内容があってそれを書くのではなく，ともかく報告書を書きはじめることによって，なにをやったのかを考えて，意味づけしようとしている．ごくたまに「この研究にはそんな意味があったのか」と気づくことがあり，漠然とした考えをことば（テキスト）にすることの重要性を感じる．
こんな状況のなかで，対面授業はすべて遠隔授業にかわり，会議もウェブ会議システム上で行われるようになってきた．このようなインターネット上でのバーチャルなコミュニケーションがとくに支障もなく行えることは不幸中のさいわいだったのかもしれない．特別なデバイスを導入することなく，Zoomで講義をして録画したものをYouTube
で公開できるのである．「これはつかえるぞ」と感じたのと同時に，むしろ対面でやるよりいいのではないかと思ったのはわたしだけではなかろう．触媒科学研究所は共同利用・共同研究拠点であるが，ほかにはない計測，実験装置がそろっているというわけでもないから，提供できるのは，「いっしょに考える」つまり議論に参加することくらいだと個人的には思っている．この議論がインターネット上でできるのであれば，特殊な装置・設備をもっていなくても研究拠点として貢献できるはずである．逆にいえば，これまで触媒科学研究所がほんとうに「いっしょに考える」ことをやってきたのか，それを外部のひとから期待されているのか，ということが問われているのではないだろうか．
（2020年5月・大谷文章）「年報2019」●年報2019・個人編

北海道大学触媒科学研究所年報2019
ISSN：2432-7018
発行日： 2020年9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：大谷文章（触媒科学研究所教授/2020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）

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