2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25450246
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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), 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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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、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、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、反応の全容を明らかにすることを研究目的としている。前年度（平成２６年度）は、イミダゾリウム系イオン液体を用いたリグニン処理において、リグニンが速やかに可溶化することや、リグニンの一部が分解を受け、バニリンやコニフェリルアルデヒドなどの低分子化合物が生成することを明らかにした。さらに組織構造変化に関する検討から、イオン液体の木材に対する反応性は、樹種や細胞の種類に大きく依存することが明らかにした。それを受けて本年度（平成２７年度）は、イオン液体中での木材組織の液化反応におけるトポ化学的な解明を行い、下記のような研究成果が得られた。
イミダゾリウム系イオン液体を用いてスギを処理し、ラマン顕微鏡分析を行った結果、リグニンは細胞間層およびセルコーナーに多く分布し、72時間処理後も多くが残存していた。一方で二次壁に多く分布しているセルロースおよびヘミセルロースは、72時間処理後までに細胞壁全体で大きく減少した。イミダゾリウム系イオン液体はリグニンおよびセルロース、ヘミセルロースを可溶化するが、細胞壁中においてセルロースおよびヘミセルロースとは均一に反応し、リグニンとは不均一に反応することが明らかとなった。この結果は前年度までの化学分析結果を裏付けるものであった。
研究期間全体を通じて実施した研究成果として、イオン液体は木材に対して、無触媒の液化反応媒体として機能し、木材成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンのいずれも液化することが可能であることが明らかとなった。さらに、その液化反応は木材の化学成分的な観点からも組織構造的な観点からも、不均一であることが本研究課題の遂行により明らかとなった。
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