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研究キーワード
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塩基
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触媒化学
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固体触媒
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酸
研究分野
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ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学
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ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 触媒プロセス、資源化学プロセス
学歴
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東京都立大学 都市環境科学研究科 環境応用化学域
- 2021年3月
経歴
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東京科学大学 総合研究院 フロンティア材料研究所 助教
2024年10月 - 現在
国名：日本国
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東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所 助教
2023年4月 - 2024年9月
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東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所 研究員
2021年4月 - 2023年3月
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独立行政法人日本学術振興会 特別研究員DC2
2020年4月 - 2021年3月
論文
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Effective Glycerol Carbonate Synthesis From Glycerol and Dimethyl Carbonate Over Rb‐Doped SrTiO3 Nanoparticles 査読
Takeshi Aihara, Hideyoshi Kawai, Wataru Aoki, Keigo Kamata
ChemCatChem 18 ( 6 ) e01851 2026年3月
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Takeshi Aihara, Wataru Aoki, Satoshi Ishikawa, Soungmin Bae, Shin Kiyohara, Yu Kumagai, Michikazu Hara, Keigo Kamata
ACS Applied Nano Materials 8 ( 32 ) 15988 - 15998 2025年8月
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Ion-Exchanged OMS-1 Nanoparticles for Efficient Aerobic Oxidation Catalysis of Sulfides and Other Organics under Mild Conditions 査読
Takumi Nakamura, Keiju Wachi, Takeshi Aihara, Keigo Kamata
ACS Applied Nano Materials 8 ( 17 ) 8728 - 8739 2025年5月
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Oxygen Defect Engineering of Hexagonal Perovskite Oxides to Boost Catalytic Performance for Aerobic Oxidation of Sulfides to Sulfones 査読
Keiju Wachi, Masashi Makizawa, Takeshi Aihara, Shin Kiyohara, Yu Kumagai, Keigo Kamata
ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS 35 ( 19 ) 2425452 2025年4月
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La<inf>1-x</inf>Sr<inf>x</inf>FeO<inf>3−δ</inf> Perovskite Oxide Nanoparticles for Low-Temperature Aerobic Oxidation of Isobutane to tert-Butyl Alcohol 査読
Masanao Yamamoto, Takeshi Aihara, Keiju Wachi, Michikazu Hara, Keigo Kamata
ACS Applied Materials and Interfaces 16 ( 45 ) 62244 - 62253 2024年11月
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Synthesis and catalytic application of nanostructured metal oxides and phosphates 査読
Keigo Kamata, Takeshi Aihara, Keiju Wachi
Chemical Communications 60 ( 81 ) 11483 - 11499 2024年9月
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Copper Phosphate Nanostructures as Catalysts for the Direct Methane Oxidation 査読
Aoi Matsuda, Takeshi Aihara, Shin Kiyohara, Yu Kumagai, Michikazu Hara, Keigo Kamata
ACS Applied Nano Materials 7 ( 9 ) 10155 - 10167 2024年5月
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Acid and base catalysis of SrTiO3 nanoparticles for C–C bond-forming reactions 査読
Takeshi Aihara, Wataru Aoki, Michikazu Hara, Keigo Kamata
Catalysis Today 428 114448 - 114448 2024年2月
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Takeshi Aihara, Wataru Aoki, Shin Kiyohara, Yu Kumagai, Keigo Kamata, Michikazu Hara
ACS Applied Materials & Interfaces 15 ( 14 ) 17957 - 17968 2023年4月
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Erisa Kano, Takeshi Aihara, I. Tyrone Ghampson, Takeyuki Nogami, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido
ACS Sustainable Chemistry & Engineering 10 ( 37 ) 12072 - 12081 2022年9月
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Eri Hayashi, Takatoshi Tamura, Takeshi Aihara, Keigo Kamata, Michikazu Hara
ACS Applied Materials & Interfaces 14 ( 5 ) 6528 - 6537 2022年2月
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Y2O3系触媒を用いた均一系塩基フリー条件下でのグルコースからの乳酸合成 査読
畑 大地, 相原 健司, 三浦 大樹, 宍戸 哲也
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｊａｐａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ 64 ( 5 ) 280 - 292 2021年9月
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Brønsted acid property of alumina-based mixed-oxides-supported tungsten oxide 査読
Mizuki Saito, Takeshi Aihara, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido
Catalysis Today 375 64 - 69 2021年9月
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Xiongjie Jin, Rio Tsukimura, Takeshi Aihara, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido, Kyoko Nozaki
Nature Catalysis 4 ( 4 ) 312 - 321 2021年4月
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Investigation of the mechanism of the selective hydrogenolysis of C–O bonds over a Pt/WO3/Al2O3 catalyst 査読
Takeshi Aihara, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido
Catalysis Today 352 73 - 79 2020年8月
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Highly active and durable WO3/Al2O3catalysts for gas-phase dehydration of polyols 査読
Takeshi Aihara, Katsuya Asazuma, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido
RSC Advances 10 ( 61 ) 37538 - 37544 2020年
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Takeshi Aihara, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido
Catalysis Science & Technology 9 ( 19 ) 5359 - 5367 2019年
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Selective hydrogenolysis of tetrahydrofurfuryl alcohol on Pt/WO 3 /ZrO 2 catalysts: Effect of WO 3 loading amount on activity 査読
Shixiang Feng, Aiko Nagao, Takeshi Aihara, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido
Catalysis Today 303 207 - 212 2018年4月
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Takeshi Aihara, Hayato Kobayashi, Shixiang Feng, Hiroki Miura, Tetsuya Shishido
Chemistry Letters 46 ( 10 ) 1497 - 1500 2017年10月
MISC
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低級アルカンをアルコールへと変換できる安価な鉄触媒の開発 : 高原子価鉄を含むペロブスカイト酸化物ナノ粒子の合成と触媒応用
鎌田 慶吾, 和知 慶樹, 山本 昌尚, 相原 健司
クリーンエネルギー / クリーンエネルギー編集委員会 編 34 ( 4 ) 34 - 39 2025年4月
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リン酸銅触媒によるメタンからホルムアルデヒドの直接合成
松田蒼依, 相原健司, 原亨和, 鎌田慶吾
日本化学会春季年会講演予稿集(Web) 104th 2024年
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Ruドープ六方晶型ペロブスカイト酸化物を触媒としたスルフィドの酸素酸化
牧澤昌史, 和知慶樹, 相原健司, 鎌田慶吾
日本化学会春季年会講演予稿集(Web) 104th 2024年
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SrTiO3ナノ粒子の酸塩基性質へのAサイト金属ドープ効果
相原健司, 青木航流, 鎌田慶吾
日本化学会春季年会講演予稿集(Web) 104th 2024年
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受賞講演 不均一系触媒による単糖類からの乳酸一段合成 : 2022年度論文賞—特集 2022年度受賞講演(2)
宍戸 哲也, 畑 大地, 相原 健司, 三浦 大樹
ペトロテック = Petrotech : 石油学会情報誌 / 石油学会 編 46 ( 10 ) 631 - 636 2023年10月
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高比表面積Tiペロブスカイトナノ粒子触媒の合成とKnoevenagel縮合反応への応用
青木航流, 相原健司, 鎌田慶吾, 原亨和
触媒討論会予稿集(CD-ROM) 131st 2023年
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Ti含有ペロブスカイト酸化物の酸・塩基性質の解明とシアノシリル化反応
相原健司, 青木航流, 鎌田慶吾, 原亨和
触媒討論会予稿集(CD-ROM) 131st 2023年
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ゾル-ゲル法を用いたTiペロブスカイトナノ粒子の高比表面積化とKnoevenagel縮合反応への応用
青木航流, 相原健司, 鎌田慶吾, 原亨和
日本化学会春季年会講演予稿集(Web) 103rd 2023年
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Ti含有ペロブスカイトナノ粒子の酸・塩基協奏作用によるシアノシリル化反応
相原健司, 青木航流, 鎌田慶吾, 原亨和
日本化学会春季年会講演予稿集(Web) 103rd 2023年
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SrTiO3ナノ粒子の酸塩基性質とKnoevenagel縮合反応への応用
青木航流, 相原健司, 原亨和, 鎌田慶吾
触媒討論会予稿集(CD-ROM) 132nd 2023年
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高原子価鉄を含むペロブスカイト酸化物触媒を用いた低級アルカンの液相酸化反応
山本昌尚, 相原健司, 原亨和, 鎌田慶吾
触媒討論会予稿集(CD-ROM) 132nd 2023年
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リン酸銅触媒を用いたメタンからホルムアルデヒドの直接合成と反応機構解明
松田蒼依, 相原健司, 原亨和, 鎌田慶吾
触媒討論会予稿集(CD-ROM) 132nd 2023年
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ムルドカイト型酸化物Mg6MnO8ナノ粒子の合成と酸化触媒特性
林愛理, 相原健司, 田村高敏, 鎌田慶吾, 原亨和
日本化学会春季年会講演予稿集(Web) 102nd 2022年
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ペロブスカイト酸化物の酸塩基性質によるシアノシリル化反応
相原健司, 青木航流, 鎌田慶吾, 原亨和
触媒討論会討論会A予稿集(CD-ROM) 130th 2022年
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Crystalline Metal Oxide Catalysts for Organic Synthesis
Keigo Kamata, Takeshi Aihara
Crystalline Metal Oxide Catalysts 219 - 271 2022年
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Pt/WO3/Al2O3触媒を用いた水素化分解における反応機構に関する検討
相原 健司, 三浦 大樹, 宍戸 哲也
石油学会 年会・秋季大会講演要旨集 2018f 95 2018年
受賞
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第13回 GSC Student Travel Grant Award
2020年 公益社団法人新化学技術推進協会 (JACI) Al2O3担持WO3触媒を用いたグリセロール脱水反応
相原健司
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第8回 CSJ化学フェスタ2017 優秀ポスター賞
2019年10月 公益社団法人 日本化学会 Pt/WO3/Al2O3 触媒を用いた水素化分解における反応機構に関する検討
相原健司
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Poster Award 1st Prize
2018年7月 ISHHC18 Role of perimeter interfaces between WO3 monolayer domain and Al2O3 in hydrogenolysis of glycerol by Pt/WO3/Al2O3 catalysts
Takeshi Aihara
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第7回 CSJ化学フェスタ2017 優秀ポスター賞
2017年10月 公益社団法人 日本化学会 Pt/WO3/Al2O3触媒による選択的グリセロール水素化分解
相原健司
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学生ポスター発表賞
2017年3月 触媒学会 グリセロール水素化分解の選択性の制御要因に関する検討
相原健司
共同研究・競争的資金等の研究課題
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ナノ構造制御された金属酸化物の元素複合化による革新的触媒反応場の創出
研究課題/領域番号：24H00393 2024年4月 - 2028年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
鎌田 慶吾, 相原 健司, 三浦 大樹
配分額：48230000円 （ 直接経費：37100000円 、 間接経費：11130000円 ）
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ドーピングによるペロブスカイト酸化物の活性点制御と高機能酸塩基触媒の開発
研究課題/領域番号：24K17557 2024年4月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究
相原 健司
配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）
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環境調和型触媒への応用を指向したペロブスカイト酸化物の開発
2023年9月 - 2024年3月
東京工業大学 基礎研究機構 広域基礎研究塾 新研究挑戦奨励金
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ペロブスカイト酸化物の表面イオン種の制御と有機化学反応への利用
2023年8月 - 2025年3月
一般財団法人 イオン工学振興財団 2023年度研究助成
担当区分：研究代表者
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ペロブスカイト型複合酸化物の歪みを利用した酸・塩基性質の精密制御
研究課題/領域番号：21K20482 2021年8月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援 研究活動スタート支援
相原 健司
配分額：2990000円 （ 直接経費：2300000円 、 間接経費：690000円 ）
本研究課題では、ペロブスカイト型複合酸化物の合成・構造に起因した酸塩基性質の制御・有機合成反応への適用、を目的としている。本年度は、ペロブスカイト型複合酸化物としてチタン(Ti)を含むペロブスカイト(ATiO3、Aはアルカリ金属)に着目し、各種Tiペロブスカイト合成法の検討を行った。リンゴ酸を用いたゾル-ゲル法で合成することにより、AサイトとしてMg・Ca・Sr・Baを含む複合酸化物が得られることを見出した。なお本合成法では、攪拌・蒸発乾固・焼成と非常に簡便なステップで目的の複合酸化物を合成可能であった。得られた複合酸化物には、炭酸塩や単純な酸化物などの不純物相が含まれず、非常に純度の高い目的の複合酸化物が得られた。各種キャラクタリゼーションの結果から、いずれの複合酸化物もナノサイズの粒子であり、高い比表面積を有することが明らかとなった。
得られた複合酸化物を触媒として用い、Ｃ-Ｃ結合形成反応の一つであり、酸・塩基反応として知られるカルボニル化合物のシアノシリル化を検討した。検討した複合酸化物の中でもSrTiO3触媒は0 ℃という非常に温和な条件で本反応を効率的に進行させ、α-アミノ酸・α-ヒドロキシカルボン酸・β-アミノアルコールなどの合成における重要な中間体の一つであるシアノヒドリンシリルエーテルを高収率で与えた。本SrTiO3触媒は一般的な酸・塩基触媒として知られるTiO2・Al2O3・Nb2O5・CeO2などの酸化物触媒よりも著しく高い活性を示した。さらに、本触媒は反応後に分離・回収が容易であり、触媒活性の低下無く複数回の使用が可能であった。 -
反応場を精密制御した機能性触媒によるバイオマス資源の選択的水素化分解
研究課題/領域番号：20J13086 2020年4月 - 2022年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
相原 健司
配分額：2300000円 （ 直接経費：2300000円 ）
本研究課題では、アルミナ上にPtとWO3を担持した触媒について、バイオマス資源の水素化分解への適応とその反応機構の解明について検討した。隣接する水酸基を持つα,β-ジオールを基質とした場合、速やかに反応が進行しα-アルコールが得られた。一方で隣接しない水酸基をもつα,ω-ジオールはほとんど反応が進行しなかったことから、本触媒は切断する水酸基の位置を精密に識別していることが明らかとなった。さらに、一級水酸基を持たないβ,γ-ジオールでは反応が進行しなかったことから、水素化分解の効率的な進行には一級水酸基の存在が必須であり、これは主に吸着点として働くためであると結論した。速度論的検討をもとに反応機構について検討したところ、αおよびβ位の水酸基を切断する機構は大きく異なり、これは主に活性点構造の違いに起因することを明らかとした。赤外分光法を用いて活性点の局所構造について検討したところ、系中にH2ならびにH2Oが共存したとき、新たな水酸基の形成が確認された。以上のことから、WO3とアルミナの界面に位置する架橋水酸基 ( W-(OH)-Al ) が反応中に生成し、これがβ位の水酸基切断に有効に働く活性点であると結論した。また、本触媒はバイオディーゼル製造時に副生するグリセリンや植物の茎や葉から得られるテトラヒドロフルフリルアルコールをはじめとする種々のポリオール類やヒドロキシエーテル類にも適応可能であり、ポリマーの原料等に利用される有用な化合物であるα,β-ジオールを高収率・高選択率で与えることを見出した。