2008 Fiscal Year Annual Research Report
セルロース-ヨウ素複合化による高次構造制御した炭素体の調製
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19760464
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
宮嶋 尚哉 University of Yamanashi, 大学院医・学工学総合研究部, 助教 (20345698)
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| Keywords | セルロース / ヨウ素 / 炭素化 |
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| Research Abstract |
本研究は, ヨウ素が有機物の高分子化を促進させる効果に着目し, それをセルロース系高分子の炭素化に適用することによって, バイオマス資源からの新たな機能性炭素材料の創製を行うことを目的とした. 本年度は, 出発物質としてデンプン及びβ-シクロデキストリンに着目してヨウ素不融化の効果(炭素化収率, 形状変化, 窒素吸着による細孔評価など)を検討した。また, 架橋剤を添加して両出発物質それぞれから, より緻密な網目構造を有する重合体を作製し, その炭素化挙動に及ぼすヨウ素処理の効果も合わせて検討した。
デンプンに対しては, 炭素化前にヨウ素処理を予め行うと, 炭素化収率及びガス吸着に有効なミクロ孔が著しく向上し, 付加的な賦活処理をせずとも簡便に活性炭に転換されることが再確認された。シクロデキストリンに対しては, ヨウ素処理をせずにそのまま炭素化すると非多孔質の炭素体が得られたが, ヨウ素処理を行うと高比表面積(700m^2/g以上)を示すミクロ多孔体が得られた。一方, これらの重合体に対してはヨウ素処理により炭素化収率の増加が認められたが, ミクロ孔の発達は観察できなかった。ヨウ素処理により, 炭素化後も重合体の緻密な網目構造が維持されていると仮定すると, ミクロ孔よりも細孔径の狭い空間が保持されていることが示唆されるため, 水素などの窒素よりも分子径の小さいガスを用いて詳細な細孔評価が必要であることが考えられた。これまでのキトサン(前年度に報告)またはセルロース(既往の研究で報告)の炭素化に及ぼすヨウ素処理の効果を考慮すると, 出発物質となる原料の分子構造(立体配座)がヨウ素不融化効果の発現を左右しているものと推察された。
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