2015 Fiscal Year Annual Research Report
セルロース系バイオマスの省エネルギー処理に向けた疎水性高極性イオン液体の開発
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26810096
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
深谷 幸信 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 特命准教授 (00714932)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | イオン液体 / バイオマス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、極性の発現と、水との親和性の制御を担うイオン構造を個々に設計することにより、高い水素結合受容性を示しつつ、水と相分離し、相溶相分離挙動を温度で制御できる疎水性高極性イオン液体／水混合システムの構築を行った。セルロース及びセルロース系バイオマスを効率良く処理できるイオン液体を設計するためには、高い水素結合受容性を示すために有効なイオン構造に関する知見の集積、整理が必要である。本研究では、高い水素結合受容性を示すカルボン酸アニオンやホスホン酸アニオンの側鎖構造に種々の極性基を導入したイオン液体を合成し、側鎖構造が各種物性、特に水素結合受容性に与える影響について検討を行った。ホスホン酸アニオンの側鎖にエーテル結合やベンゼン環を導入した極性イオン液体が、従来系と比較して高い水素結合能を示すことを明らかとした。これらのイオン液体はセルロースを温和な条件で溶解し、セルロース系バイオマスに対する溶解性を示すことを明らかとした。また、カルボン酸アニオンの側鎖にアミノ基を導入したイオン液体は、既存のカルボン酸系イオン液体と比較して高い水素結合受容性を示し、含水状態でもセルロース溶解能を示すことを明らかとした。これらのイオン液体のカチオン構造を改変し、水と相分離できる疎水性高極性イオン液体の作製を試みた、検討の結果、ホスホニウムカチオンとホスホン酸誘導体アニオンとを組み合わせたイオン液体が高い水素結合能を保持したまま、水添加後に相分離することを見出した。更に、ホスホニウムカチオンの側鎖構造を工夫することにより、温度変化によって相溶相分離挙動を制御できる疎水性高極性イオン液体の開発に至った。
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