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連続的なバイオマス変換を可能にする流通式触媒反応システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H03003
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 持続可能システム
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三村 直樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50358115)

研究分担者 佐藤 修  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20357148)
山口 有朋  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (90339119)
増田 善雄  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究部門付 (10358004)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワードバイオマス利用 / 触媒 / グリーンプロセス / 酸化反応 / 液相流通式触媒反応 / バイオマス有効利用 / 貴金属触媒 / バイオマス / 触媒・化学プロセス / 環境技術
研究成果の概要

植物(油脂)由来のバイオマス資源の一つであるグリセリンを酸素(空気中にある資源)で酸化することにより、高付加価値の分子に変換することができる高性能な触媒を開発した。この触媒を流通式反応装置で用いることで、原料から目的生成物への連続的な変換が可能となった。
触媒は、高分解能電子顕微鏡で分析し、貴金属のナノ粒子の形状、サイズを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化石資源由来のCO2の発生による温暖化の進行を食い止めるための方策の一つとしてバイオマスの利活用がある。本課題では、大量のバイオマスを連続的に処理するプロセスへとつながる流通法による酸化によりバイオディーゼル製造時に生じる副生成物であるグリセリンを変換して有効利用する技術に重点的に取り組んだ。
結果として、機能性分子(医薬原料、化粧品の含有成分等)である付加価値の高いカルボン酸類を連続的に得ることができ、実験室レベルの長時間反応試験で活性低下が少ない金触媒を開発できた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Continuous Catalytic Oxidation of Glycerol to Carboxylic Acids Using Nanosized Gold/Alumina Catalysts and a Liquid-Phase Flow Reactor2018

    • 著者名/発表者名
      Mimura Naoki、Muramatsu Natsumi、Hiyoshi Norihito、Sato Osamu、Masuda Yoshio、Yamaguchi Aritomo
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 10 ページ: 13862-13868

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01191

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 5-Hydroxymethylfurfural Production from Glucose, Fructose, Cellulose, or Cellulose-based Waste Material by Using a Calcium Phosphate Catalyst and Water as a Green Solvent2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mimura, Osamu Sato, Masayuki Shirai, Aritomo Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemistry Select

      巻: 2 号: 3 ページ: 1305-1310

    • DOI

      10.1002/slct.201601869

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Liquid-phase flow oxidation of glycerol into carboxylic acids as functional molecules using molecular oxygen as an oxidant2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      International Symposium on Gold Chemistry 2018 (金の化学に関する国際シンポジウム 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gold Catalysts for Liquid-Phase Flow Reactor: Catalytic Oxidation of Glycerol into Functional Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、長瀬 多加子、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      Gold 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid phase oxidation of glycerol in flow-type reactor with molecular oxygen over highly dispersed nano-sized gold catalysts supported on Al2O32018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋、増田 善雄
    • 学会等名
      8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid-phase flow oxidation of glycerol into carboxylic acids over gold catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      The International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2018 (C&FC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フローリアクターを用いるバイオマスの有効利用を目指した触媒開発2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金触媒を用いるグリセロールの液相流通式酸化反応によるカルボン酸類の連続的合成2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス由来原料の効率的な化学変換を目指した触媒開発と液相流通式反応装置による触媒性能の評価2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、山口 有朋、佐藤 修、日吉 範人
    • 学会等名
      平成29年度 産総研 材料・化学シンポジウム 21世紀の化学反応とプロセス -機能性材料開発に寄り添う分析評価技術-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス由来原料の効率的な化学変換を目指した触媒開発と液相流通式反応装置による触媒性能の評価2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、山口 有朋、佐藤 修、日吉 範人
    • 学会等名
      産総研中国センターシンポジウムin岡山「21世紀の化学反応とプロセス-機能性材料開発に寄り添う分析評価技術-」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 触媒を用いるバイオマス資源の化学的変換技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      アグリテクノフェアin北海道
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体触媒によるバイオマス由来原料からの高機能分子の合成2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      GIC(グリーンプロセス インキュベーション コンソーシアム)平成29年度第54回研修セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Continuous catalytic conversion of biomass derived reactant into functional molecules by using liquid phase flow-type reactor2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、増田 善雄、山口 有朋
    • 学会等名
      The International Symposium on Green Chemistry (ISGC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Valorization biomass derived reactants in liquid-phase flow-type reactor2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、増田 善雄、山口 有朋
    • 学会等名
      13th European Congress on Catalysis (EUROPACAT 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous catalytic conversion of biomass‐derived water soluble reactants by using liquid‐phase flow reactor2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、山口 有朋、佐藤 修
    • 学会等名
      4th International Congress on Catalysis for Biorefineries (Catbior 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 流通式反応装置によるバイオマス原料からの有用物質の連続的合成2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、山口 有朋、佐藤 修、増田 善雄
    • 学会等名
      第6回 JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 貴金属ナノ粒子触媒を用いるグリセロールの液相酸化反応によるカルボン酸類の合成2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、山口 有朋、佐藤 修、増田 善雄
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス資源を触媒の力で有効利用2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      あおもり産学官金連携Day2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 液相流通式反応装置を用いるバイオマス由来原料の連続的変換反応2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、山口 有朋、佐藤 修
    • 学会等名
      石油学会鳥取大会(第47回石油・石油化学討論会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体触媒を充填した液相流通式反応装置を用いる水溶媒中でのバイオマス変換反応2016

    • 著者名/発表者名
      三村直樹、佐藤修、山口有朋
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学、岩手県盛岡市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Conversion of cellulose and sugars to furfurals using solid state catalysts in water solvent2016

    • 著者名/発表者名
      三村直樹、山口有朋、白井誠之、佐藤修
    • 学会等名
      The 16th International Congress on Catalysis (ICC 16)
    • 発表場所
      China National Convention Center、北京、中国
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液相流通式反応器を用いるバイオマス由来原料の水溶媒中での連続的変換技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      三村直樹、佐藤修、山口有朋
    • 学会等名
      第5回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル、兵庫県神戸市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 固体触媒を活用するバイオマスの化学的有効利用技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      三村直樹
    • 学会等名
      第20回規則性多孔体セミナー
    • 発表場所
      鳥取大学、鳥取県鳥取市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Liquid Phase Catalytic Conversion of Biomass using Flow-type Reactor2016

    • 著者名/発表者名
      三村直樹、山口有朋、佐藤修、フランク デュメニエル
    • 学会等名
      International Symposium on Catalytic Conversions of Biomass (ISCCB-2016)
    • 発表場所
      NTUH International Convention Center、台北、台湾
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] カルボン酸の製造方法2017

    • 発明者名
      三村直樹、山口有朋、佐藤修
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-163586
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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