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マイクロ波により活性化される新規固体酸触媒の開発、およびバイオマス変換への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K18814
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 環境農学(含ランドスケープ科学)
研究機関東京工業大学

研究代表者

椿 俊太郎  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (90595878)

研究協力者 恩田 歩武  高知大学, 理工学部, 講師 (80335918)
上田 忠治  高知大学, 農林海洋科学部, 教授 (50294822)
平岡 雅規  高知大学, 総合研究センター, 准教授 (30380306)
三谷 友彦  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (60362422)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードバイオマス変換触媒 / ポリオキソメタレート / 固体酸触媒 / マイクロ波 / 非平衡局所加熱 / セロビオース / 藻類バイオマス / バイオマス / 加水分解 / マイクロ波触媒反応 / 水熱反応 / ポリオキソメタレート錯体
研究成果の概要

強酸性のポリオキソメタレート錯体をマイクロ波吸収性に優れた炭素系担体に担持して、マイクロ波吸収性を示す固体酸触媒としてバイオマスの加水分解反応に用いた。セロビオースの加水分解をモデル反応として行ったところ、マイクロ波照射下では外部加熱と比較して高い加水分解活性が得られた。同様に、実バイオマスとして大型藻類(ヒロハノヒトエグサ)に対しても、マイクロ波照射が有効であることが分かった。特に、担体として用いた活性炭がマイクロ波照射下で選択的に加熱され、微視的に周囲の溶媒よりも温度が高くなり、活性が向上したものと考えられた。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Monash University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CSIR-Indian Institute of Petroleum(インド)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Microwave-assisted hydrolysis of biomass over activated carbon supported polyoxometalates2017

    • 著者名/発表者名
      Tsubaki, S., Oono, K., Onda, A., Ueda, T., Mitani, T., Hiraoka, M.
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 号: 20 ページ: 12346-12350

    • DOI

      10.1039/c6ra28778f

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of anodic current attributed to oxygen evolution on α-Fe2O3 electrode by microwave oscillating electric field2016

    • 著者名/発表者名
      Fuminao Kishimoto, Masayuki Matsuhisa, Shinichiro Kawamura, Satoshi Fujii, Shuntaro Tsubaki, Masato M. Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 35554-35554

    • DOI

      10.1038/srep35554

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microwave-assisted hydrothermal extraction of sulfated polysaccharides from Ulva spp. and Monostroma latissimum2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tsubaki, K. Oono, A. Onda, T. Mitani
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 210 ページ: 311-316

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2016.04.121

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ temperature measurements of reaction spaces under microwave irradiation using photoluminescent probes2016

    • 著者名/発表者名
      Taishi Ano, Fuminao Kishimoto, Ryo Sasaki, Shuntaro Tsubaki, Masato M. Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 18 号: 19 ページ: 13173-13179

    • DOI

      10.1039/c6cp02034h

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of ionic conduction on hydrothermal hydrolysis of corn starch and crystalline cellulose induced by microwave irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tsubaki, K. Oono, A. Onda, K. Yanagisawa, T. Mitani, J. Azuma
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 137 ページ: 594-599

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2015.11.022

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ波照射によるα-Fe2O3電極上での水の酸化電流の増大2017

    • 著者名/発表者名
      松久将之, 岸本史直, 川村慎一郎, 藤井知, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波in situ熱重量分析を用いた酸化銀の還元反応におけるマイクロ波の照射効果の観測2017

    • 著者名/発表者名
      山本将大, 羽石直人, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 藤井知, 和田雄二
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 金属酸化物触媒のマイクロ波加熱特性およびメタン酸化カップリング反応への応用2017

    • 著者名/発表者名
      阿部恵里子, 羽石直人, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 藤井知, 和田雄二
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波照射を用いた金属酸化物触媒によるメタン転換反応2017

    • 著者名/発表者名
      椿 俊太郎, 阿部 恵里子, 羽石 直人, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 藤井 知, 和田 雄二
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロポリ酸を用いた触媒反応に対するマイクロ波周波数の効果2017

    • 著者名/発表者名
      古澤康祐, 早川翔悟, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波照射下における固体触媒のラマン分光法によるin situ観察2017

    • 著者名/発表者名
      松沢智輝, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波照射の高温還元プロセスにおけるシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      藤井知, 具志堅匠, 椿俊太郎, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第173 回春季講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロポリ酸触媒を用いたバイオマス由来糖の酸化反応におけるマイクロ波周波数の効果2017

    • 著者名/発表者名
      古澤康祐, 早川翔悟, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本エネルギー学会第12回バイオマス科学会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2017-01-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 複素誘電率から見たマイクロ波照射下における触媒反応2017

    • 著者名/発表者名
      椿 俊太郎
    • 学会等名
      第13回持続的生存圏創成のためのエネルギー循環シンポジウム-マイクロ波高度利用と先端分析化学-第6回先進素材開発解析システム(ADAM)シンポジウム-マイクロ波高度利用生存圏フラッグシップ共同研究-
    • 発表場所
      京都大学生存圏研究所
    • 年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ波とナノ界面との相互作用による加熱原理2016

    • 著者名/発表者名
      米谷 真人, 岸本 史直, 佐藤 友香, A. Buyanin, 筑紫 洋平, 間中 孝彰, 岩本 光, M. Salmeron, 椿 俊太郎, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波照射を利用したデンプンの糖化の最適化へのとりまとめ2016

    • 著者名/発表者名
      東 順一, 金山 裕亮, 椿 俊太郎
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波振動電磁場におけるα-Fe2O3電極上での水の酸化電流の増2016

    • 著者名/発表者名
      松久将之, 岸本 史直, 川村 慎一郎, 藤井 知, 椿 俊太郎, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波によるSc 還元プロセスの研究2016

    • 著者名/発表者名
      具志堅 匠, 藤井 知, 椿 俊太郎, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 粒子接触点におけるマイクロ波エネルギー集中現象を利用した金属酸化物の炭素還元2016

    • 著者名/発表者名
      羽石 直人, 椿 俊太郎, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 藤井 知, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱によって層状ナノ構造触媒の層間反応場に誘起されるナノ局所高温場の理解2016

    • 著者名/発表者名
      阿野 大史, 岸本 史直, 椿 俊太郎, 米谷 真人, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波による2- プロパノールの脱水素反応の促進2016

    • 著者名/発表者名
      椿 俊太郎, 阿部 恵里子, 松沢 智輝, 羽石 直人, 藤井 知, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロポリ酸触媒を用いた酸化反応に対するマイクロ波周波数効果2016

    • 著者名/発表者名
      早川 翔悟, 古澤 康祐, 椿 俊太郎, 三谷 友彦, 上田 忠治, 藤井 知, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波による無機固体表面での電子移動加速効果の理解2016

    • 著者名/発表者名
      岸本史直, 川村慎一郎, 椿俊太郎, 米谷真人, 和田雄二
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波応答性の層状ナノ構造触媒における局所高温反応場の発生2016

    • 著者名/発表者名
      阿野大史, 岸本史直, 川村慎一郎, 椿俊太郎, 米谷真人, 和田雄二
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 周波数に依存するマイクロ波照射下におけるバイオマスの触媒的酸化反応2016

    • 著者名/発表者名
      椿俊太郎, 早川翔悟, 古澤康祐, 上田忠治, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] In Situ Temperateure Measurement of Interlayer Nanospace of Layered Tungstate under Microwaves Using Europium(III) as Molecular Thermometer2016

    • 著者名/発表者名
      Taishi Ano, Fuminao Kishimoto, Shuntaro Tsubaki, Masato Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      2016 International Symposium for Young Chemical Engineers
    • 発表場所
      National Taiwan University of Science and Technology
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Microwave Irradiation on Polyoxometalate Reactions and Its Application to Biomass Conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Shogo Hayakawa, Kousuke Furusawa, Tadaharu Ueda, Satoshi Fujii, Masato Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      2016 International Symposium for Young Chemical Engineers
    • 発表場所
      National Taiwan University of Science and Technology
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study on Metal Refining Process of Sc Metal Using by Microwave Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujii, Shuntaro Tsubaki, Eiichi Suzuki, Satoshi Chonan, Miho Fukui, Yuji Wada
    • 学会等名
      Progress in Electromagnetics Research Symposium in Shanghai 2016
    • 発表場所
      Shanghai International Convention Center
    • 年月日
      2016-08-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Catalysis of Polyoxometalates under Microwave Irradiation and Their Dielectric Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Shogo Hayakawa, Tadaharu Ueda, Tomohiko Mitani, Satoshi Fujii, Masato Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      Progress in Electromagnetics Research Symposium in Shanghai 2016
    • 発表場所
      Shanghai International Convention Center
    • 年月日
      2016-08-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Insight into Microwave-driven Catalytic Reactions -Non-equilibrium Local Heating and Acceleration of Electron Transfer2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Wada, Shuntaro Tsubaki, Takeo Yoshimura, Masato Maitani, Dai Mochizuki, Fuminao Kishimoto, Naoto Haneishi, Ryo Sasaki
    • 学会等名
      3rd Global Congress on Microwave Energy Application
    • 発表場所
      Universidad Politeacutecnica de Cartagena
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microwave-enhanced dehydrogenation of 2-propanol over magnetite catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Eriko Abe, Naoto Haneishi, Takeo Yoshimura, Masato M. Maitani, Ei-ichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      3rd Global Congress on Microwave Energy Application
    • 発表場所
      Universidad Politeacutecnica de Cartagena
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient reduction of copper oxide with carbon using microwave local heating2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Haneishi, Shuntaro Tsubaki, Masato M Maitani, Eiichi Suzuki, Satoshi Fujii, Yuji Wada
    • 学会等名
      3rd Global Congress on Microwave Energy Application
    • 発表場所
      Universidad Politeacutecnica de Cartagena
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ギガヘルツ帯電磁波照射下におけるユウロピウムイオン(III)の発光寿命を利用した層状タングステン酸塩の層間温度測定2016

    • 著者名/発表者名
      阿野大史, 岸本史直, 椿俊太郎, 米谷真人, 和田雄二
    • 学会等名
      第35回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロポリ酸触媒の酸化触媒作用に対するマイクロ波効果2016

    • 著者名/発表者名
      早川 翔悟, 椿 俊太郎, 三谷 友彦, 上田 忠治, 藤井 知, 米谷 真人, 和田 雄二
    • 学会等名
      日本化学会 第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波により活性化される固体触媒を用いたバイオマスの加水分解2016

    • 著者名/発表者名
      椿俊太郎, 恩田歩武, 上田忠治, 三谷友彦, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      第117回触媒討論会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波励起反応を用いた藻類バイオマス変換2016

    • 著者名/発表者名
      椿俊太郎, 三谷友彦, 恩田歩武, 西村裕志
    • 学会等名
      第307回生存圏シンポジウム 生存圏ミッションシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2016-03-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波励起固体触媒反応を用いた、糖質の加水分解の促進2016

    • 著者名/発表者名
      椿俊太郎, 平岡雅規, 恩田歩武, 上田忠治, 三谷友彦, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本エネルギー学会第11回バイオマス科学会議
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-01-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of microwave induced reaction on biomass conversion2015

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Masanori Hiraoka, Ayumu Onda, Tadaharu Ueda
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heterogeneous reactions induced by microwave irradiation; Significant MW effects in catalysis on carbon supported polyoxometalate cluster catalysts and core shell zeolite2015

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Ayumu Onda, Tadaharu Ueda, Eiichi Suzuki, Dai Mochizuki, Masato M. Maitani, Yuji
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ波と水熱反応を用いた藻類バイオマスの利用2015

    • 著者名/発表者名
      椿 俊太郎
    • 学会等名
      石油学会JPIJS関東地区討論会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロポリ酸触媒の誘電特性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      早川翔悟, 椿俊太郎, 三谷友彦, 上田忠治, 藤井知, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      第9回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      上智大学
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrothermal Liquefaction of Biomass to Value Added Chemicals: Opportunities for Microwave Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      Rawel Singh, 椿 俊太郎, Bhavya Krishna, Thallada Bhaskar, 和田 雄二
    • 学会等名
      第9回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      上智大学
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Microwave-induced biomass fractionation, in Biomass Fractionation Technologies for a Lignocellulosic Feedstock Based Biorefinery, 1st Edition, pp. 103-1262016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Jun-ichi Azuma, Takeo Yoshimura, Masato Maitani, Eiichi Suzuki, Satoshi Fujii, Yuji Wada
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Algal Biomass Conversion under Microwave Irradiation, in Microwaves in Catalysis: Methodology and Applications, pp.303-3212015

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Ayumu Onda, Tadaharu Ueda
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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