Development of bio-ethanol condensation process using layered silicate materials having characteristic interlayer adsorption properties

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18930
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: The University of Kitakyushu
• Principal Investigator: Yamamoto Katsutoshi 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (60343042)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 層状物質 / 有機－無機ハイブリッド / 吸着 / 濃縮 / バイオエタノール

Outline of Final Research Achievements

We have succeeded in synthesizing a novel organic-norganic hybrid layered aluminosilicate material KCS-27. KCS-27 shows a unique interlayer adsorption properties, and it can selectively adsorb amphiphilic molecules such as ethanol into its interlayer. KCS-27 can adsorb ethanol molecues even from dilute 3 wt% aqueous solution, and adsorbed ethenol molecules easily desorb from the interlayer at room temperature under atmospheric conditions. As KCS-27 can "extract" ethanol from dilute ethanol solution, this material is applicable to a novel low-cost condensation process for bio-ethanol.

Free Research Field

無機材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したKCS-27は両親媒的な分子のみを選択的に層間に吸着するという特異な吸着特性を示し、3 wt%という希薄なエタノール溶液からあたかも抽出するかのようにエタノールを分離・濃縮できるというこれまでに無い物性を示す材料である。このような新しい物性・性能を示す新規材料の開発の学術的な意義は大きい。
さらにこの新しい材料を利用した新しい発想のアルコール濃縮プロセスは、バイオエタノール生産をこれまでの大規模集約型から地域特有のバイオマス資源を有効活用できる地域分散型プロセスへと大きく転換することができ、経済的にも実現性の高いプロセスとすることができるという点で社会的にも意義深い。