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高温高圧水-アルコール系のマクロ物性挙動の支配因子探索に基づく新規反応溶媒設計

研究課題

研究課題/領域番号 15K18254
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関東北大学

研究代表者

小野 巧  東北大学, 工学研究科, 教育研究支援者 (20637243)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード高温高圧アルコール水溶液 / 密度 / 粘度 / 分子シミュレーション / 水素結合 / Eyring理論 / アルコール水溶液 / 疎水性水和 / 分子動力学計算 / 高温高圧
研究成果の概要

高温高圧条件の水-アルコール混合系は新規反応溶媒としての利用が期待される.本研究では,プロセスの開発・設計に必要となる高温高圧条件の密度・粘度データの測定を行った.これまでに当研究グループで開発した装置を改良し,350℃-40MPaまでの水-メタノール,水-エタノール,水-n-プロパノールの密度・粘度を高精度で測定することに成功した.また,測定した密度データを反映させた分子動力学計算を行い,密度・粘度を始めとするマクロ物性と,ミクロ物性との関係を明らかにした.さらに,Eyring理論に状態式および混合則を組み合わせることで,密度・粘度を高温高圧条件まで連続的に相関することに成功した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Measurement and correlation of density and viscosity of n-alcohol-water mixtures at temperatures up to 618 K and at pressures up to 40 MPa2017

    • 著者名/発表者名
      Ono Takumi、Kyoda Moe、Amezawa Ryosuke、Ota Masaki、Sato Yoshiyuki、Inomata Hiroshi
    • 雑誌名

      Fluid Phase Equilibria

      巻: 453 ページ: 13-23

    • DOI

      10.1016/j.fluid.2017.09.005

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A flow cell for measuring X-ray Compton scattering of liquid at temperatures up to 623 K and pressures up to 20 MPa2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ono, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Koichi Nakahara, Masayoshi Itou, Yoshiharu Sakurai
    • 雑誌名

      REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS

      巻: 87 号: 8 ページ: 083106-083106

    • DOI

      10.1063/1.4960706

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrogen bond lifetimes in supercritical methanol-water mixtures via MD simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ono, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata
    • 雑誌名

      Molecular Physics

      巻: 114 号: 20 ページ: 2974-2982

    • DOI

      10.1080/00268976.2016.1213435

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurements and correlations of density and viscosity for short chain (C1-C3) n-alcohol-water mixtures in the temperature range from 350.7 K to 476.2 K at pressures up to 40 MPa2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ono, Ryosuke Amezawa, Ayako Igarashi, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata
    • 雑誌名

      Fluid Phase Equilibria

      巻: 407 ページ: 198-208

    • DOI

      10.1016/j.fluid.2015.07.012

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamic Properties of Methanol-Water Mixtures at the Temperatures up to 476.2 K and at High Pressures via Molecular Dynamics Simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ono, Kyouhei Horikawa, Yuki Maeda, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata
    • 雑誌名

      Fluid Phase Equilibria

      巻: 印刷中 ページ: 30-35

    • DOI

      10.1016/j.fluid.2015.12.010

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MDシミュレーションによる高温高圧下のメタノール水溶液周囲の配位構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      小野 巧, 洞 俊貴, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏
    • 学会等名
      分離技術会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 常温から水の臨界点近傍におけるアルコール水溶液密度・粘測測定および温度・圧力・アルコール種依存性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      茂垣貴久, 経田 萌, 小野 巧, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏
    • 学会等名
      分離技術会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学を用いたKirkwood-Buff理論に基づく高温高圧アルコール水溶液の密度ゆらぎの解析2017

    • 著者名/発表者名
      洞 俊貴, 古川 凌, 小野 巧, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurements and Correlations of Density and Viscosity for Normal and Branched Alcohol-Water Solutions at Temperatures and Pressures up to 618 K and 40MPa2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ono, Moe Kyoda, Ryosuke Amezawa, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata
    • 学会等名
      The 11 th Asian Thermophysical Properties Conference (ATPC 2016)
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温高圧アルコール水溶液の密度・粘度挙動と自己・相互拡散係数の関係2016

    • 著者名/発表者名
      小野 巧,洞 俊貴,経田 萌,大田昌樹,佐藤善之,猪股 宏
    • 学会等名
      化学工学会 第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 洞 俊貴,小野 巧,大田昌樹,佐藤善之,猪股 宏2016

    • 著者名/発表者名
      分子動力学法による高温高圧メタノール水溶液の熱力学量算出に関する検討
    • 学会等名
      化学工学会 第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温高圧アルコール水溶液の特徴的な密度・粘度挙動の解析および相関手法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      小野 巧,雨澤亮介,経田 萌,大田昌樹,佐藤善之,猪股 宏
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 573 K, 40 MPaまでのアルコール水溶液を対象とした振動管および毛細管法による密度・粘度同時測定2015

    • 著者名/発表者名
      小野 巧,雨澤亮介,経田 萌,大田昌樹,佐藤善之,猪股 宏
    • 学会等名
      第36回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温高圧アルコール水溶液の密度粘度測定およびEyring theoryによる推算2015

    • 著者名/発表者名
      雨澤亮介,経田 萌,小野 巧,佐藤善之,猪股 宏
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic Properties of Methanol-Water Mixture in the Temperature Range up to 476.2 K and High Pressure via Molecular Dynamics Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ono, Kyouhei Horikawa, Yuki Maeda, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato and Hiroshi Inomata
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS’15)
    • 発表場所
      Fukuoka(Japan)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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