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Why does ionic liquid dissolve cellulose? -determination of the solubility at molecular level-

Research Project

Project/Area Number 17K15293
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Wood science
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Endo Takatsugu  同志社大学, 理工学部, 准教授 (50743837)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsイオン液体 / セルロース / 溶解度 / X線散乱 / 溶解
Outline of Final Research Achievements

Unlike conventional visual observation, we employed spectroscopic techniques to determine cellulose solubility in ionic liquid at the molecular level. What we obtained in this research is summarized as follows. 1. At the molecular level some ionic liquids dissolve cellulose at the concentration of nearly 40%, which is mostly twice higher than the previous results. 2. The origin of the high solubility would stem from the “anion bridging” where an anion bridges two cellulose chain via multiple hydrogen bondings. 3. Some ionic liquids form co-crystal with cellulose, which has been observed here for the first time.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究成果の概要と対応して、以下の3つが挙げられる。①分子レベルでは、従来よりも高い濃度でセルロースを溶解できるということは、イオン液体を用いたセルロースプロセスにおいて、高価なイオン液体を従来よりも削減できることを意味し、その実現性を前進させた。②アニオン架橋現象の重要性が発見されたことは、これがセルロース溶解型イオン液体の新しい分子設計の指標になることを意味する。③共結晶の発見は、セルロース/イオン液体の新しい分野の開拓を示唆する。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 Other

All Presentation (3 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] 高濃度セルロース/イオン液体系における構造制御2018

    • Author(s)
      山口 遼,木村 佳文,遠藤 太佳嗣
    • Organizer
      第9回イオン液体討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース高濃度溶解状態で発現するイオン液体のアニオン架橋2017

    • Author(s)
      遠藤太佳嗣, 細見昭太, 藤井俊輔, 仁宮一章, 木村佳文, 高橋憲司
    • Organizer
      第11回分子科学討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] セルロース高濃度溶解状態で発現するイオン液体のアニオン架橋2017

    • Author(s)
      遠藤太佳嗣, 細見昭太, 藤井俊輔, 仁宮一章, 木村佳文, 高橋憲司
    • Organizer
      第8回イオン液体討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 同志社大学理工学部機能分子・生命化学科 物理化学研究室

    • URL

      https://www1.doshisha.ac.jp/~bukka/index.html

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Takatsugu_Endo

    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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