2023 Fiscal Year Research-status Report
Degradation of woody biomass by Metal Organic Framework (MOF)
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22K05932
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
QU CHEN 東北大学, 材料科学高等研究所, 特任准教授 (60817120)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | Metal-Organic-Framework / バイオマス / リグニン / セルローズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究内容：バイオマスから、経済性の良いかつ高効率にバイオケミカル生成が可能な触媒の開発がとても重要である。1．昨年度、申請者はZrとCuイオンを含むMOF-818をマイクロ加熱で合成した。今年度は、通常加熱(Oven heating)とマイクロ加熱を用いてMOF-818合成への影響を比較した。加熱手法の違いによって、合成されたMOF-818触媒の物性の違いをSEM測定およびXPSで評価した。マイクロ加熱によって、合成時間を短縮し、結晶化度の低下および粒子のナノスケールを調製できることが分かった。ナノスケールのMOF-818触媒が空洞構造内部の金属アクティブサイトだけではなく、MOF-818表面の金属アクティブサイトにも効率的に働くことにより、バイオマスのポリマー成分の分解を実現することができると推定される。2．マイクロ加熱で合成したMOF-818触媒を用いて、リグニンのbeta-O-4モデル化合物の分解実験及び微結晶結合のセルローズAvicelの分解実験を行った。MOF-818を用いて、リグニンおよびセルローズの分解ルートを推定した。リグニンの生成物から酸化生成物と還元生成物が同時に検出された。マイクロ加熱と金属触媒の相乗効果によって、低温条件で熱分解現象が発生した可能性がある。また、木粉の中の多糖類には水酸基がたくさん含まれ、還元剤として働く可能性もある。3．今までの分解実験はアルカリ条件で行ったが、触媒を用いて超臨界水、亜臨界水で木質バイオマスの分解実験も試みた。
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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
MOF-818触媒の触媒構造解析による、MOF触媒によるバイオマス分解の機構も解明しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、木粉のほか、農業廃棄物、林業廃棄物などを利用して、分解実験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
前年度論文投稿料は今年度５月支払うため
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