2015 Fiscal Year Annual Research Report
分子内脱水・均質化と接触分解を組み合わせた高効率バイオオイルその場改質法の開発
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26820345
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
工藤 真二 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (70588889)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイオマス / セルロース / 熱分解 / 触媒 / イオン液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の段階で、研究開始当初に設定した実施項目は本年度に予定したものも含めてほぼすべて実施した。しかしながら、レボグルコセノンの収率が研究目標値に達していなかった。この課題に対し、本年度はセルロース熱分解の反応操作の観点から収率を向上させることを試みた。セルロースの高昇温速度条件下での熱分解と連続的なセルロース供給、すなわち連続的なレボグルコセノンの製造を模擬する小型反応器を作製し、実験を試みた。その結果、収率を10%程度引き上げることに成功した。これは主な前駆体であるレボグルコサン生成率の向上に起因するものであった。目標収率には満たなかったものの、これまでに報告されてきた同収率の中で最も高いレベルに匹敵する収率が、連続的な生産システムで得られた（既報手法はバッチでの反応、あるいは手間（時間）がかかる処理が必要）。生成物の詳細な分析により、本研究で使用するイオン液体担持触媒を使用する限りではレボグルコセノンの前駆体はレボグルコサンと無水糖オリゴマーであり、レボグルコサン以外の無水糖モノマーは前駆体とならないことも明らかにした。揮発成分の改質により触媒に炭素析出が生じたものの、使用する触媒はイオン液体自体が活性をもつため、担体に析出するコークは反応に関与せず、したがって本研究の範囲内では触媒活性の低下は見られなかった。
レボグルコセノンの接触水素化により非プロトン性溶剤として高い性能をもつジヒドロレボグルコセノンを製造できることを昨年度の研究で示した。これに関し、水素化の選択率を向上するために、貴金属担持触媒、それ以外の金属担持触媒、金属錯体含有イオン液体担持触媒など10種類以上の触媒の適用を試みたが、昨年度使用したパラジウム系触媒が最も良く、選択率および収率の向上には至らなかった。生成物の分析では、主な過分解物としてテトラヒドロピラン類や有機酸が検出された。
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