(最終更新日:2021-05-11 17:25:15)
  松橋 博美
  マツハシ ヒロミ   MATSUHASHI Hiromi
基本情報
   所  属   函館校
   職  名   教授
   所属講座   理科教育
   電話(D・I)   0138-44-4325
学位
1. 1985/03/25
理学博士(北海道大学)
2. 1982/03/25
理学修士(北海道大学)
3. 1980/03/25
理学学士(北海道大学)
関連リンク
   研究室ホームページ
所属学会
1. 2009/07~ 日本理科教育学会
2. 2002/04 ゼオライト学会
3. 2018/04~2020/03 ∟ 評議員
4. 1987/04~ 日本コンピュータ化学会
5. 1986/10~ アメリカ化学会
6. 1986/10~ 石油学会
7. 2009/04~2010/03 ∟ 北海道支部副支部長
8. 2009/04~2013/03 ∟ 正会員
9. 2010/04~2013/03 ∟ 北海道支部支部長
10. 2018/04~ ∟ 正会員
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委員会・協会等
1. 2020/04/14~2020/05/08 (独)日本学術振興会 評価協力者
2. 2019/12/06~2020/11/30 (独)日本学術振興会 科学研究費委員会専門委員
3. 2019/05/01~2021/04/30 触媒学会 監事
4. 2018/12/01~2019/11/30 (独)日本学術振興会 科学研究費委員会専門委員
5. 2018/08/31~2020/06 日本ゼオライト学会 評議員
6. 2016/03/01~2018/02/28 日本化学会北海道支部 監事
7. 2015/03/01~2016/02/29 日本化学会北海道支部 北海道支部長
8. 2014/08/01~2016/03/31 北海道大学創成研究機構評価委員会 評価委員
9. 2014/05/01~2016/04/30 触媒学会 理事・北海道支部長
10. 2013/08/01~2014/03/31 日本学術振興会 最先端・次世代研究開発支援プログラム進捗管理書面確認委員
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現在の専門分野
機能物質化学, 触媒・資源化学プロセス, 物理化学
化学 
研究テーマ
1.   環境調和型固体塩基の合成と触媒反応 個人研究 
2.   固体酸の酸強度評価法の開発 個人研究 
3.   固体超強塩基の合成と物性評価 個人研究 
4.   固体超強酸の合成と物性評価 個人研究 
研究内容
固体酸塩基触媒の研究をしています。固体触媒は再利用できるため,廃棄物の少ないグリーンなプロセスを構築できます。

 固体のうち,表面に吸着した分子に対して酸や塩基の作用をする物質を固体酸・塩基といい,酸・塩基触媒反応を起こすものを固体酸・塩基触媒と言います。100%の硫酸より強い酸を超強酸,1Nの水酸化ナトリウム水溶液より10の12乗倍以上強い塩基を超強塩基といい,固体の物が固体超強酸・超強塩基と呼ばれる物質です。
 当研究室では,硫酸,タングステン酸などの酸素酸と言われる物質を,酸化ジルコニウム,酸化チタン,酸化スズ,酸化アルミニウムなどの酸化物の表面にある特定の方法で固定すると,非常に強い酸性が発現し,固体超強酸となることを明らかにしています。なぜそうなるのか、出来た超強酸はどの程度の強さなのかが研究テーマの一つです。いろいろな面から分析し,その原因を探るほか、新しい分析方法の開発も研究してきました。
 アルゴンをプローブとする酸強度測定は,私たちが開発したオリジナルの測定方法です。これまで測定の難しかった耐熱性の低い固体酸にも適用可能で,炭素系固体酸,イオン交換樹脂,ヘテロポリ酸などの酸強度測定に成果を上げています。
 固体超強酸は簡単には合成できませんが,固体超強塩基は比較的簡単に合成することができます。しかし固体塩基は,空気中の酸素、二酸化炭素や水分とすぐ反応してしまうため,研究を進める上でいろいろ難しい点があります。私達は空気中で使える固体塩基を開発するため,従来の固体塩基の表面修飾を試みた結果,耐水性・耐二酸化炭素性に優れた固体塩基の合成に成功しています。この研究の成果の一つについて,2017年に石油学会より論文賞が授与されました。

 現在は,外部から研究費を獲得して,金属酸化物の新しい合成法の開発にチャレンジしています。
 酸化マグネシウム,酸化カルシウム,酸化ストロンチウム,酸化バリウム(第2族,あるいはアルカリ土類金属酸化物)は,固体塩基触媒となります。酸化マグネシウム,酸化カルシウムは,水酸化物や炭酸塩の熱分解で容易に合成することができます。しかし,酸化ストロンチウム,酸化バリウムの場合は,水酸化物の融点が分解温度より低いたため壁面にこびりついた表面積の小さなものしか作れない,炭酸塩が熱的に安定で分解には1000℃以上の高温が必要になる,など酸化物の合成には不都合な点があります。
 一方,金属アルコキシド(アルコールのH+の代わりに金属イオンが結合した物質)は水に対し反応性が高いものが多く,簡単に加水分解を起こして金属水酸化物とアルコールに変化します。
 この性質を利用して,水酸化物のOH基と金属アルコキシドを反応させ,複合酸化物(あるいは水酸化物)とアルコールに変化させることを構想しました。アルカリ土類金属水酸化物は水やアルコールに不溶で溶液中では固体で存在します。金属アルコキシドは液体か固体で,固体であってもいろいろな液体に溶解します。この反応は,固体と液体の界面で進行しますが,均質な複合酸化物(あるいは水酸化物)が得られるというユニークな反応です。

 このような研究を,エックス線回折装置,熱重量示差熱分析装置,ガスクロマトグラフィー,気体吸着量測定装置,電子スピン共鳴装置などの機器を駆使して行っています。
担当講義
基礎環境化学演習、応用環境化学Ⅰ(物質科学)、基礎環境科学実験,応用環境科学実験
著書、学術論文
1. 2021/03 論文  Synthesis of SrO-Al2O3 Solid Base Catalysts from Strontium Hydroxide and Aluminum Alkoxide by a Solid-Liquid Interface Reaction Journal of Japan Petroleum Institute 64(2),pp.103-111 (共著) 
2. 2020/07 論文  Comparison of the base catalytic activity of MgO prepared by thermal decomposition of hydroxide, basic carbonate, and oxalate under atmospheric conditions Research on Chemical Intermediate 46(7),pp.3703-3715 (共著) 
3. 2020/01 論文  Synthesis of Solid Base Catalyst of BaO-Al2O3 Binary Oxide by Solid-Liquid Interface Reaction of Hydrated Barium Hydroxide with Aluminum Alkoxide Journal of Japan Petrorium Insutitute 63(1),pp.20-27 (共著) 
4. 2019/12 論文  Evaluation of the base strength of solid base catalysts by temperature-programmed desorption using propylene as a probe molecule Current Topics in Catalysis 14,pp.19-24 (共著) 
5. 2017/05 論文  市販のゼオライトによるエチレンの生成と教材化 理科教育研究 57(3) (共著) 
6. 2016/01 論文  Synthesis of highly active solid base catalyst of calcium oxide covered with thin layer of titanium oxide Journal of the Japan Petroleum Institute 59(1),pp.24-30 (共著) 
7. 2015/05 論文  Preparation of active MgO by short-time thermal decomposition of Mg(OH)2 Res. Chem. Intermed. 41(12),pp.9463-9473 (共著) 
8. 2015/03 論文  タブレット型PCの活用による授業改善の取り組み 高等教育ジャーナル -高等教育と生涯学習- 22(1),1-8頁 (共著) 
9. 2013/12 論文  Effect of Sulfation Using Sulfate Salt Impregnation Method on Acidity of Cobalt Oxide Journal of the Japan Petroleum Institute 56(6),pp.381-386 (共著) 
10. 2013/01 論文  「ゼオライト」の化学 化学と教育 61(1),16-19頁 (単著) 
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公開・取得特許
1. エタノールの製造方法(特開平7-133643)
2. 固体酸触媒の製造方法(特開平8-57321)
月刊誌、書評、報告集及びコラム
1. 2019/07 ようこそHakodadi(触媒,60(3),119,(2018))
2. 2018/01 固体酸触媒─何がわかって,何がわからないのか─(触媒,2018年,第60巻,1号,pp. 2-7.)
3. 2017/10 「官能基をもつ化合物」と「炭化水素」に関わるゼオライトによるエチレン生成(理科の教育,2017年,66巻,10号,pp. 678-679.)
4. 2017/08 ポーラスガラスケミカルセンサ及び触媒(表面技術,68(8), 438-442, 2017)
5. 2014/09 教材開発にご協力を(触媒,56(6),323(2014))
6. 2014/05 北海道教育大学教育学部人間地域科学課程環境科学専攻物質・エネルギー環境科学分野 松橋博美 研究室(触媒,56(3),196(2014))
7. 2012/09 電力不足で気づいたこと(ペトロテック,35(9), 607 (2012))
8. 2011/10 Arをプローブとする酸強度測定法(触媒,53(6), 352-358 (2011).)
9. 2009/04 参照触媒硫酸化ジルコニア触媒の調製法の標準化(ペトロテック, 32(4), 286 (2009).)
10. 2008/11 参照触媒ジルコニアを利用した硫酸化ジルコニアのキャラクタリゼーションとモデル反応(硫酸と工業・2008・60(11)・191-200.)
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学会発表・講演
1. 2020/03 固体-液体界面の反応によるストロンチウム複合酸化物触媒の合成(第125回触媒討論会)
2. 2020/01 固体-液体界面の反応で合成したストロンチウム複合酸化物触媒の塩基性(化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会)
3. 2019/11 水酸化物とアルコキシドの反応によるSrO-SiO2固体塩基触媒の合成(第49回石油・石油化学討論会)
4. 2019/09 固―液界面反応を用いたSrO-Al2O3固体塩基触媒の合成(第124回触媒討論会)
5. 2019/07 固―液界面反応によるSrO-SiO2固体触媒の合成(日本化学会北海道支部2019年夏季研究発表会)
6. 2019/03 化学的脱水によるアルカリ土類金属酸化物の合成(第123回触媒討論会)
7. 2019/01 金属アルコキシドの加水分解反応を応用したSrOの合成(化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会)
8. 2019/01 出発物質の異なる酸化カルシウムの触媒活性(化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会)
9. 2018/11 固体塩基CaOの活性化とミクロ孔生成(第34回ゼオライト研究発表会)
10. 2018/09 Pt/H-BEA触媒へのAlPO4修飾によるn-ヘプタン異性化の低温高活性化(第122回触媒討論会)
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受賞学術賞
1. 2017/03 石油学会 石油学会論文賞 (酸化チタン薄膜で被覆した酸化カルシウム高活性塩基触媒の合成)
2. 2017/01 触媒学会 触媒学会教育賞 (触媒に関わる教材開発と教育現場への普及活動)
外部補助金等
1. 2018/04~2022/03  金属アルコキシドによる金属水酸化物脱水法を用いた固体塩基合成 (基盤研究(C))
2. 2014/04~2017/03  プロピレンの吸着による固体塩基の表面性質評価 (基盤研究(C))
3. 2009  マイクロ波糖化に適した固体超強酸触媒の開発 (共同研究)
4. 2009  教育学部函館校松橋研究室への研究助成 (奨学寄付金)
5. 2008  固体酸のアルゴン吸着熱測定 (受託試験)
6. 2008  固体酸のアルゴン吸着熱測定 (受託試験)
7. 2007/04~2011/03  表面被覆型固体酸・塩基触媒の合成 (基盤研究(C)一般)
8. 2007  環境調和型選択酸化触媒のナノ構造制御 (受託研究・戦略的創造研究推進事業(社会技術研究開発事業))
9. 2007  固体酸のアルゴン吸着熱測定 (受託試験費)
10. 2007  触媒の固体酸性評価 (受託研究費)
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職歴
1. 1985/04~1986/03 カンザス州立大学 化学科 博士研究員
2. 1986/04~1987/03 北海道教育大学教育学部函館分校 助手
3. 1987/04~1991/03 北海道教育大学教育学部函館分校 講師
4. 1991/04~2006/03 北海道教育大学教育学部函館校 助教授
5. 1995/04~1996/03 国立函館病院附属看護専門学校 非常勤講師
6. 1997/04~1999/03 北海道大学高等教育機能開発センター 研究員(併任)
7. 1997/04~1999/03 大学入試センター 教科専門委員(併任)
8. 2003/09~2011/08 大学入試センター 教科第二委員(併任)
9. 2005/05~2016/03 北海道教育大学 学長室 特別補佐(併任)
10. 2006/04~ 北海道教育大学教育学部函館校 教授
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社会における活動
1. 2020/09 北海道本別高校オンライン先端化学実験
2. 2019/07 北海道本別高等学校実験授業
3. 2019/06 熊本県化学実験サークル化楽の会(SCN熊本)例会
4. 2018/06 北海道高校理科研究会道南支部総会
5. 2017/10 平成29年度徳島県高等学校教育研究会 理科学会化学研究部会研修会
6. 2016/12 キャットケム実験室 in 科博
7. 2016/09 キャット・ケム実験室 in 釜石
8. 2015/11 名寄高校大学模擬講義講師
9. 2014/11 帯広柏葉高等学校「北海道高等学校学力向上推進事業:特別授業講師
10. 2014/10 SCN東京10月例会
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