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高選択的なバイオケミカルス/バイオ燃料生産を目指したリグニンの熱分解分子機構解明

Research Project

Project/Area Number 15F15101
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Environmental agriculture(including landscape science)
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

河本 晴雄 (2017)  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80224864)

坂 志朗 (2015-2016)  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50205697)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MOHAMMED YUSSUF MOHD ASMADI  京都大学, エネルギー科学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-10-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsバイオマス / 熱分解 / リグニン / 分子機構 / 相互作用 / 反応制御 / ケミカルス
Outline of Annual Research Achievements

木質バイオマスの細胞壁は、結晶性のセルロースミクロフィブリルがリグニンとヘミセルロースからなる非結晶性のマトリックスにより取囲まれた複層構造を持つ。平成28年度までの研究では、熱重量分析(TGA)を用いた検討により、マトリックスの熱分解がリグニンの熱分解により支配されており、その挙動が針葉樹(スギ)と広葉樹(ブナ)で異なること、木粉からリグニンを除去することでセルロースとヘミセルロースの熱分解に対する反応性が向上することなどを明らかにし、木材中のリグニンが他の成分と相互作用しながら熱分解されることを示した。また、木材熱分解へのボールミル処理の影響を調べた結果、木材細胞壁の充填状態を弛緩することで、セルロースの熱分解反応性が高まり、その効果が針葉樹と広葉樹で異なることも明らかにしている。平成29年度は、セルロースが熱分解に対して活性化される機構に着目し、針葉樹と広葉樹での活性化の違いとその機構を明らかにすることを目的に研究を進めた。その結果、セルロースの熱分解は、一定温度での加熱においても加熱時間とともに熱分解に対する反応性が向上し(セルロースが活性化され)、その温度域が針葉樹と広葉樹で異なることを明らかにした。本結果は、リグニンを含むマトリックスとセルロース微結晶との相互熱分解の起こる温度域が針葉樹と広葉樹で異なり、このような機構を考慮することが木材からの高選択的なケミカルス、燃料生産において重要であることを示唆する。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Characterization of softwood and hardwood pyrolysis in an ampoule reactor2017

    • Author(s)
      M. Asmadi, H. Kawamoto, S. Saka
    • Journal Title

      Journal of Analytical and Applied Pyrolysis

      Volume: 124 Pages: 523-535

    • DOI

      10.1016/j.jaap.2017.01.029

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Influence of metal cation on pyrolysis of beechwood xylan2018

    • Author(s)
      Jiawei Wang、Mohd Asmadi、河本 晴雄、坂 志朗
    • Organizer
      第68回日本木材学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Influences of uronic acid and metal cation on softwood and hardwood pyrolysis2017

    • Author(s)
      Mohd Asmadi、河本 晴雄、坂 志朗
    • Organizer
      第67回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermally-stabilized cellulose and hemicellulose in wood cell wall2017

    • Author(s)
      Mohd Asmadi、河本 晴雄、坂 志朗
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Influences of ball milling and delignification on thermal stabilities of hemicellulose and cellulose in wood cell wall2017

    • Author(s)
      Mohd Asmadi、河本 晴雄、坂 志朗
    • Organizer
      第26回日本エネルギー学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of lignin on wood thermal stability(木材の熱安定性に及ぼすリグニンの影響)2016

    • Author(s)
      Mohd Asmadi、河本 晴雄、坂 志朗
    • Organizer
      第61回リグニン討論会
    • Place of Presentation
      宇治
    • Year and Date
      2016-10-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Coke/char and other products formation behaviors in pyrolysis of ten softwood/hardwood species2016

    • Author(s)
      Mohd Asmadi, Haruo Kawamoto, Shiro Saka
    • Organizer
      The 21st International Symposium on Analytical and Applied Pyrolysis (Pyro 2016)
    • Place of Presentation
      Nancy, France
    • Year and Date
      2016-05-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pyrolysis behaviors of hardwood and softwood species and milled wood fractions2016

    • Author(s)
      Mohd Asmadi、河本 晴雄、坂 志朗
    • Organizer
      第66回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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