Degradation of woody biomass by Metal Organic Framework (MOF)

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K05932
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 曲 ちん 京都大学, エネルギー科学研究科, 特定助教 (60817120)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 木質バイオマス / 多孔性金属錯体(MOF) / 熱分解 / マイクロ波加熱

Outline of Annual Research Achievements

バイオマスから経済性良く、高効率バイオケミカルを生産技術開発は持続可能な目標のを実現するのはとても重要である。本研究は金属有機構造体（Metal Organic Framework, MOF）を触媒として利用し、高収率、高選択性に木質バイオマスからバイオケミカル生産することを目指す。今年度、Cu2+とZr4+を含むMOF-818をマイクロ加熱用いて短時間で合成し、触媒向けに改良した。改良されたZr-Cu@MOF触媒の結晶構造、表面積の評価を行った。更に、マイクロ波で3時間合成したZr-Cu@MOF触媒を用いて、スギ木粉の分解を行った。生成物の同定及び反応条件の最適化も行った。さらに、Zr-Cu@MOF触媒を用いてAvicel及び磨砕リグニンの分解も行った。Zr-Cu@MOF触媒を木質バイオマスの多糖類とリグニン成分両方分解することができる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

マイクロ加熱を用いて多孔性金属錯体(MOF)を合成する時に、再現性が悪いため、実験当初の予定よりやや遅れた。

Strategy for Future Research Activity

今後、Zr-Cu@MOF触媒の再現性の検討及びほかのMOF触媒の合成を検討する予定である。

Causes of Carryover

当初ガスクロマトグラフィー分析装置を購入する予定でしたが、代わり触媒の後処理必要な凍結乾燥機を購入しました。差額は試薬の購入及び国際学会参加の旅費として使う予定です。

Research Products

• [Journal Article] Lauric acid surface modified Co2+-ZnO@SSM composite membrane: Photocatalytic degradation of MB and oil/water separation for removal of organic pollutants (2023)
  • Author(s): Wu Qiqi、Zhang Wentao、Qu Chen、Yuan Fei、Huang Yi、Chen Xianfei、Zhang Ruoxi
  • Journal Title: Applied Surface Science Volume: 622 Pages: 156933～156933
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.156933
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Microwave Assisted Catalytic Pyrolysis of Cedar Wood for Chemical Production (2022)
  • Author(s): Qu, C.; Tao J., Kawamoto, H. .
  • Organizer: IMPI 57th Annual Microwave Power Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Facile Production of 4-Hydroxybenzoic acid from Oil Palm Empty Fruit Bunch by Alkali Degradation at Room Temperature. (2022)
  • Author(s): Qu, C.; Kawamoto, H.
  • Organizer: The 8th International Conference on Sustainable Energy and Environment Thailand
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Degradation of Cedar wood by a Zr-Cu@MOF catalyst with assistance of microwave heating (2022)
  • Author(s): Qu, C.; Tao, J.; Kawamoto, H.
  • Organizer: 第73回日本木材学会
• [Presentation] Surface Modifications of Catalysts in Nanoscale for Improvement of Selectivity and Durability of Photoconversion of Environmental Pollutant and Biomass. (2022)
  • Author(s): Roongraung, K.; Chuangchote, S.; Suriyachai N.; Champreda V.; Laosiripojana N., Maeda T., Kimura, T., Okazaki, Y., Qu, C., Sagawa, T.
  • Organizer: The 2nd AICEE (ASEAN International Conference on Energy and Environment)
  • Int'l Joint Research