2016 Fiscal Year Annual Research Report
Application of multi-functional mixed-ionic liquid and supercritical CO2 systems for efficient biomass processing
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16H04549
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 善之 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50243598)
平賀 佑也 東北大学, 工学研究科, 研究支援者 (70757814)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 物性測定 / 物性理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，イオン液体－超臨界CO2システムによるバイオマス反応・分離プロセスにおいて，特にバイオマス可溶性イオン液体を含む混合イオン液体に関連する基礎物性の測定およびモデル化について検討を行った．
物性測定の対象となる高バイオマス溶解度および高CO2溶解度を有するイオン液体として，それぞれ[bmim]Clおよび[bmim][Tf2N]を選定した．これらの混合イオン液体を組成0.75:0.25，0.50:0.50，0.25:0.75（モル分率基準）で調整した．まず高圧密度に関しては，温度312-392 K，圧力200 MPa以下の条件にて，ベローズ法に基づく密度測定装置を用いることにより測定を行った．測定を行った全温度圧領域について一切の相変化は生じず，連続的な密度変化が観察された．一方，CO2溶解度に関しては，温度353-393 K，圧力15 MPa以下の条件にて，Magnetic Suspension Balance (MSB)法に基づく測定装置を用いることにより測定を行った．混合イオン液体に対するCO2溶解度は，それぞれの単一イオン液体に対するCO2溶解度の間の値を取ったが，ヘンリー定数基準で比較すれば，わずかに非理想性が見られる結果となった．高圧密度・CO2溶解度の実験値は，いずれもε*-modified Sanchez-Lacombe 状態方程式を用いることで良好に相関・推算できた．特に混合イオン液体に対するCO2溶解度に関しては，各単一イオン液体の高圧密度およびCO2溶解度への相関を行うのみで，得られたパラメータによる推算を達成できた．
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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
物性測定に関しては，特に高圧密度および高圧CO2溶解度測定およびモデル化の点において，一部の結果を国内・国際学会への発表の後に既に論文としてまとめられていることから，当初の予定より順調であると考える．分析の項目に関しては，装置の納入は行えたものの健全性確認に遅れが出ており，反応の項目に関しても一部に遅れが出ていることから，総合して概ね順調と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に納入した紫外可視分光光度計の健全性確認を早期に終えると共に，高圧セルの設計や測定を迅速に行いたい．また，物性測定に関してもH2およびH2+CO2溶解度測定を速やかに行う予定である．反応試験に関しては特に遅れが出ているため，優先順位を上げて進展を目指す．
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