Controlling reaction separation function in catalyst particles to achieve freedom from reaction equilibrium constraints

• Project/Area Number: 23H00243
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 北川 尚美 東北大学, 工学研究科, 教授 (00261503)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 厚 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60357366) ; 廣森 浩祐 東北大学, 工学研究科, 助教 (80828062)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥47,580,000 (Direct Cost: ¥36,600,000、Indirect Cost: ¥10,980,000); Fiscal Year 2024: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000); Fiscal Year 2023: ¥19,630,000 (Direct Cost: ¥15,100,000、Indirect Cost: ¥4,530,000)
• Keywords: 反応制御 / 統合型数理モデル / 相間移動現象 / 反応分離 / エステル合成 / イオン交換樹脂触媒 / 数理モデル

Outline of Research at the Start

これまで平衡制約を突破するための様々な方策(脱水剤添加や減圧留去、膜反応器など)が開発されているが、多孔性樹脂を用いるだけで特別な対策なしに反応平衡制約から解放される。本研究では、多孔性樹脂内で特異的に生じる反応分離装置様な現象を解き明かし、それに基づく統合型数理モデルを構築、モデル定数を樹脂性状（架橋度やイオン交換容量）および反応物性状（分子サイズや疎水性）と相関づけることで、様々な反応系で平衡制約から解放されるプロセスを設計可能な学理を体系化する。