2013 Fiscal Year Research-status Report
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25450246
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
宮藤 久士 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (00293928)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 木質バイオマス / 液化 / 化学変換 |
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| Research Abstract |
本研究では、バイオマスの有効利用を狙った、イオン液体を用いた新規な木質バイオマスの化学変換法の確立を目指し、未だ解明されていない木質バイオマスのイオン液体中での液化反応について、化学成分的な観点と組織構造的な観点の両面から検討を行い、それらの結果を融合させながら、反応機構の全容を明らかにすることを研究目的としている。その中で、本年度（平成２５年度）は、各種イオン液体中での木材液化反応における化学成分変化の解明およびイオン液体中におけるセルロースおよびヘミセルロースの低分子化に関する検討を行い、下記のような研究成果が得られた。
イオン液体としてピリジニウム系イオン液体処理によるスギおよびブナの液化挙動について検討を行った結果、木材の主要成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンはいずれも液化されたが、特にヘミセルロースおよびリグニンが優先的に液化されることが明らかとなった。また、イミダゾリウム系イオン液体を用いた場合は、セルロース、ヘミセルロースの液化が優先的に生じており、用いるイオン液体により液化挙動が大きく異なることが判明した。
さらに、これらのイオン液体を用いた液化反応の際には、木材成分が低分子化し、セルロースやヘミセルロースからセロビオース、グルコース、マンノース、キシロースなどの木材構成糖や、セロビオサン、レボグルコサン、5-ヒドロキシメチルフルフラールなどの糖分解物も生成することが明らかとなった。
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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
本年度（平成２５年度）の研究計画では、１）各種イオン液体中での木材液化反応における化学成分変化の解明と２）イオン液体中におけるセルロースおよびヘミセルロースの低分子化メカニズムの解明を課題としていたが、両課題とも成果が得られており、学会での成果発表にも結び付いていることから、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究成果を受けて、今後（平成２６年度）は当初の研究計画に従って、下記のような研究を推進していく。
１）イオン液体中におけるリグニンの低分子化メカニズムの解明
木材から単離した摩砕リグニンについて、イオン液体中で処理した時の低分子化挙動について検討していく。このイオン液体反応系に対し、多糖の場合と同様にGPC、HPLCおよびGC-MS分析により、生成した化合物の分析を行い、イオン液体中でのリグニンの低分子化メカニズムの解明を試みる。
２）イオン液体中での木材液化反応における組織構造変化の解明
光学顕微鏡を用いて、イオン液体に浸漬した木材サンプルの加温下における組織構造変化について観察を行う。木口、まさ目、板目の３面を観察し、木材の各組織構造のイオン液体に対する反応性の違いを明らかにしていく。さらに微細構造の変化については、走査型電子顕微鏡観察により明らかにしていく。各組織構造の化学成分組成についてはこれまでの研究で明らかになっているので、それらの化学成分組成と、上記の木材化学成分のイオン液体中での反応に関する結果とを関連づけながら、各組織構造の反応性について考察を加えていく。
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Research Products
(5 results)
