2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of flow type catalytic reaction system enabling continuous biomass conversion
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16H03003
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三村 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50358115)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 善雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究部門付 (10358004)
佐藤 修 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20357148)
山口 有朋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (90339119)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 液相流通式触媒反応 / バイオマス有効利用 / 貴金属触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度に引き続いて(1)流通式装置の設計と試作、(2)流通式装置に適した固体触媒の開発、(3)各種バイオマス変換反応の検討、を継続して行った。
（1）に関しては、市販の装置や部品（反応管・加熱装置、送液ポンプ、ガス流量調節器）を組み合わせて安全かつ効率的に流通式の反応が行える装置を作製し、実験を実施した。（2）に関しては、代表者らの既報にあるイオン交換樹脂の欠点である耐熱性の低さ（＜60℃）に対応するために、耐熱性が高い酸化アルミニウム表面上に金をナノ粒子化して担持した。担持方法は析出沈殿法を適用することで、400℃の加熱焼成の後にもナノ粒子状の金が表面に存在することが走査透過型電子顕微鏡で観察された。触媒活性も優れており、特に長時間の反応特性について詳しく調査を行った。誘導期が見られたので原因を考察し、有機物による弱い還元作用であると推測している。（3）に関してはグリセリンの変換だけではなく、有用な物質変換とするためのバイオマス由来原料を調査した。ヒドロキシメチルフルフラールからフランジカルボン酸の合成は以前より研究対象になっているが、それ以外の酸化反応について文献調査等により検討を行った。
新たに着手する研究課題であった（1）２段階反応のワンパス合成に関しては、グリセリンを副生するバイオディーゼル合成反応を流通式で行う手法について既報の調査を行った。（2）難易度の高い原料(水への溶解性が低いセルロース、天然木材)の使用については、前述した他の項目の検討で興味深い結果が得られ、より多くの時間を費やして詳細な実験的調査や論文の作成を行った影響で、目立った進捗はなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2年目は、反応実験が順調に進捗しており、一部遅れている部分もあるが平均すればおおむね順調である。特に今年度は成果発表にも力を入れて、前年度と今年度を合わせた研究成果を国内外で積極的に発表した。海外で開催された国際学会には3件応募し、審査の結果、口頭発表に2件選出された。（残る1件はポスターにて発表）。国内では、学術団体主催の学会のみならず、地元企業等が多く来場する産業振興を目的とした展示会やセミナーにもポスターの出展または講演（依頼講演）をすることで成果の活用と地方の産業界への周知を狙った。論文は年度内に投稿直前の状態まで作成したものが1報（英文）あり、次年度開始直後に投稿している。
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| Strategy for Future Research Activity |
グリセリンに限らずに反応原料の幅広い展開を行うことで、本反応方式や触媒の有効性を実証する。
精製原料のみならず、実バイオマスを用いる前段階の反応（例えば、グリセリン原料の場合は油脂類からのバイオディーゼル合成）を直列に組み合わせることで、原料を遡っての多段階の物質変換を連続的に行う実験に取り組む。机上に載るようなミニ化学工場の実現を狙う。
実験室規模で実施可能なスケールアップを行う。今までは、小容積の反応管に0.5～5ｇ前後という比較的少量の触媒量で反応実験を行っていたが、実験室的に可能な範囲で処理量を増やす。
昨年に引き続いて、国内外の学会等での研究発表を積極的に行い、かつ、学術論文の執筆・投稿を行う。
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Research Products
(12 results)
