2013 Fiscal Year Annual Research Report
亜臨界水とハニカム型構造体触媒による非食料セルロースの連続式加水分解反応場の創製
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23656502
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
福原 長寿 静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30199260)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐古 猛 静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20324329)
岡島 いづみ 静岡大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40436910)
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| Keywords | セルロース加水分解 / 亜臨界水 / 構造体触媒 / 無電解めっき / ルテニウム系触媒 |
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| Research Abstract |
本研究は，亜臨界水がもつ高い加水分解力とメタルハニカム型構造体触媒の化学反応の制御性を組み合わせることで，非食料系セルロースをグルコースなどの糖アルコール類に効率的に変換する加水分解反応場を創製することを目的としている。
昨年度までにおいて、緻密な制御を可能とする亜臨界水発生装置を完成し、またその臨界水中における調製触媒資料の加水分解特性を評価する実験手順を確立している。そこで、平成２５年度は，加水分解用の構造体触媒の創製について重点的に取り組むこととした。具体的には、セルロース加水分解の触媒成分として酸化マンガン(MnO2)を選定し、その構造体型MnO2触媒の調製を検討するとともに、その化学反応特性を評価することである。構造体化のベース基材としてはステンレス板とアルミニウム板の両方について検討した。また、基材上への触媒成分の付着法としては汎用性の高いゾル－ゲル法を基本とし、ゾル溶液の粘性と触媒成分の付着強度に留意した。以下に今年度の結果をまとめる。
１．アルミニウムトリイソプロポキシドとホルムアルデヒド、硝酸、そして硝酸マンガンからなるゾル溶液をゲル化することで、基材上に付着強度のあるMnO2成分の創製が可能であった。
２．アルカリ処理と酸処理を施すことでAl基材は凹凸性の高い表面形状を有し、ゾル－ゲル法でMnO2触媒成分を創製することでアンカリング効果により亜臨界水中でも触媒成分の脱落がほとんどなかった。一方、ステンレス基材の場合は同様の触媒成分付着処理でも脱落が見られた。
３．創製した構造体型MnO2触媒を用い、亜臨界水中におけるメタノール成分の燃焼分解を行なったところ、反応前に酸化処理した場合に高い活性を示した。セルロースの加水分解に適用可能な触媒が創製されたと考えられる。
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