2010 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体とCO2貧溶媒によるバイオマスの新規分画法の開発
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21360374
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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, 大学院・工学研究科, 准教授 (50243598)
相田 卓 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (00466541)
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| Keywords | イオン液体 / 二酸化炭素 / 相平衡 / 分配係数 / セルロース |
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| Research Abstract |
本研究の目標とする「バイオマスが溶解したイオン液体へのCO_2・水の添加による低粘度化、ならびに各種構成成分の分離プロセスの構築」に向けて、基礎的知見である各成分の相平衡の把握を目的として研究を行った。大別すると以下の通り。 (1)イオン液体-CO_2系の気液平衡の計算手法の開発 (2)イオン液体-CO_2-溶質系の気液平衡の測定ならびに相関 (3)イオン液体-CO_2-セルロース系の相挙動観察
(1) これまでに報告されたイミダゾリウム系イオン液体-CO_2系の気液平衡測定結果を対象とした。相平衡計算は状態式を用いた手法である。本法は純物質からの推算が可能で、測定値への相関は1定数のみで可能である。本法を用いた相平衡計算は測定値を良好に相関できた。種々の定数を比較した結果、イオン液体へのCO_2の溶解度に対してイオン液体中の自由体積が強く影響すると示唆された。
(2) 超臨界流体クロマトグラフィーを用いて、イオン液体-CO_2間の溶質の無限希釈分配係数を測定および計算した。イオン液体を構成するカチオンとアニオンの分配係数への影響は、アニオン種が溶質の分配に強く影響する事と、表面電荷が高いアニオンほど分配しにくい事が明らかになった。分配係数の相関は状態式を用いて、良好に表現できた。
(3) セルロースを溶解したイオン液体にCO_2を加圧した際の相挙動を観察した。酢酸イオンのイオン液体がCO_2の加圧によりゲル化が起こり、また低温ほどその影響が顕著に現れる事がわかった。イオン液体種の依存性や低温高圧でのゲル発生の結果から、溶解したCO_2量に強く影響されると推測する。
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