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高温超臨界二酸化炭素中における金属錯体の拡散係数の測定と推算

研究課題

研究課題/領域番号 17K06898
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関中央大学

研究代表者

船造 俊孝  中央大学, 理工学部, 教授 (60165454)

研究分担者 孔 昌一  静岡大学, 工学部, 教授 (60334637)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード拡散係数 / 超臨界流体 / 測定 / 二酸化炭素 / 金属錯体 / 化学工学
研究成果の概要

CIR法を用い、各種金属錯体の拡散係数を100~150℃の高温域のscCO2中で測定した。高温域においても、liquid-likeの密度域では低温域と同様に拡散係数を流体力学相関式でよく相関できたが、高温域のgas-likeの密度域では、流体力学相関式から大きく外れ、低密度になるほど偏差は大きくなった。この領域では既往の相関式の推算精度は低く、新たな推算モデルの開発が必要であることがわかった。輸送物性である拡散係数と粘度は相似性があり、推算式中に粘度を必要とする場合が多いので、高圧CO2+有機溶媒系の粘度の推算について、Eyringのモデルを基に推算法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超臨界流体を含む高圧流体、特に高温超臨界流体中の拡散係数は、装置設計や化学プロセスの最適化のためには不可欠な物性値であるが、その測定データや推算方法は、超臨界流体抽出プロセスの設計を念頭に置かれて測定されたもので、いずれも低温条件下に限られている。近年、超臨界流体堆積(SFD)法が新規な乾式のメッキ法として注目され、さかんに研究されているが、そのプロセス設計や最適化のために必要な高温超臨界流体中の拡散係数データはほとんど報告されていない。本研究は、高温超臨界流体中の拡散係数の測定データの蓄積を目的としたもので、既往の測定条件の空白を埋めるもので、学術的にも重要である。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 13件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Measurements and correlation of diffusion coefficients of ibuprofen in both liquid and supercritical fluids2020

    • 著者名/発表者名
      C. Y. Kong, K. Sugiura, S. Natsume, J. Sakabe, T. Funazukuri, K. Miyake, I. Okajima, S. Badhulika, T. Sako
    • 雑誌名

      The Journal of Supercritical Fluids

      巻: 159 ページ: 111849-111849

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2020.104776

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of kinematic viscosities for multi-component systems using modified Eyring and activity coefficient model2019

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuda, K. Tochigi, K. Kurihara, T. Funazukuri, V. K. Rattan
    • 雑誌名

      Fluid Phase Equilibria

      巻: 492 ページ: 137-144

    • DOI

      10.1016/j.fluid.2019.03.017

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of kinematic viscosities at high pressures for binary mixtures CO2 + solvent using modified Eyring-Wilson and McAllister models2019

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuda, K. Tochigi, K. Kurihara, T. Funazukuri, V. K. Rattan
    • 雑誌名

      Molecular Physics

      巻: 117 号: 23-24 ページ: 3913-3921

    • DOI

      10.1080/00268976.2019.1671618

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The retention factors and partial molar volumes of ibuprofen at infinite dilution in supercritical carbon dioxide at T= (308.15, 313.15, 323.15, 333.15, 343.15 and 353.15) K2019

    • 著者名/発表者名
      C. Y. Kong, K. Sugiura, Kaito, T. Funazukuri, K. Miyake, I. Okajima, S. Badhulika, T. Sako
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 296 ページ: 111849-111849

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2019.111849

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of kinematic viscosities for CO2 expanded liquids by ASOG-VISCO model.2018

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuda, K. Kurihara, K. Tochigi, T. Funazukuri, V. K. Rattan
    • 雑誌名

      Fluid Phase Equilibria

      巻: 470 ページ: 188-192

    • DOI

      10.1016/j.fluid.2018.01.033

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Concerning the determination and predictive correlation of diffusion coefficients in supercritical fluids and their mixtures2018

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Funazukuri
    • 雑誌名

      The Journal of Supercritical Fluids

      巻: 134 ページ: 28-32

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2017.11.035

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Taylor法による高圧CO2+hexane/methanol混合流体中のbenzeneの拡散係数の測定と相関2021

    • 著者名/発表者名
      小野寺 庸大、坂部 淳一、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高温領域における超臨界二酸化炭素中のPlatinum(Ⅱ)acetylacetonateの拡散係数の測定2021

    • 著者名/発表者名
      岩田 恵梨奈、小野寺 庸大、坂部 淳一、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 異なる粘度の各種加圧流体中における脂質の拡散係数の測定2021

    • 著者名/発表者名
      采 国孝、勝間田 亘、岡島 いづみ、佐古 猛、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] [学会賞]高圧流体の輸送物性の測定と推算2020

    • 著者名/発表者名
      船造俊孝
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CIR法を用いた高温領域における超臨界二酸化炭素中のPlatinum(Ⅱ)acetylacetonateの拡散係数の測定2020

    • 著者名/発表者名
      岩田 恵梨奈、小野寺 庸大、坂部 淳一、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 動粘度および熱伝導率のASOG-VLEパラメータによる推定2020

    • 著者名/発表者名
      栃木 勝己、松田 弘幸、栗原 清文、船造 俊孝、ラターン ブイケー
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Taylor法による高圧二酸化炭素+hexane混合流体中のbenzeneの拡散係数の測定と推算2020

    • 著者名/発表者名
      小野寺 庸大, 坂部 淳一, 船造 俊孝, 孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 動粘度および熱伝導率のASOG-VLEパラメータによる推定2020

    • 著者名/発表者名
      栃木 勝己, 松田 弘幸, 栗原 清文, 船造 俊孝, ラターン ブイケー
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子化学計算から得られる分子体積を用いた相互拡散係数の推算法2020

    • 著者名/発表者名
      坂部淳一, 船造俊孝
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧流体の輸送物性の測定と推算2020

    • 著者名/発表者名
      船造俊孝
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation and prediction of kinematic viscosities for liquid mixtures using excess free energy model2019

    • 著者名/発表者名
      K. TOCHIGI, H. MATSUDA, K. KURIHARA, T. FUNAZUKURI, V. K. RATTAN
    • 学会等名
      APCChE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement and prediction of diffusion coefficients of phenol in mixture of carbon dioxide and methanol under high pressure condition by Taylor dispersion metho2019

    • 著者名/発表者名
      N. ONODERA, J. SAKABE, T. FUNAZUKURI, C. Y. KONG
    • 学会等名
      APCChE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation and prediction of high-pressure kinematic viscosities for CO2 + alkane liquid mixtures using modified Eyring + Gibbs free-energy models2019

    • 著者名/発表者名
      K. TOCHIGI, H MATSUDA, K. KURIHARA, T. TSUJI, T. FUNAZUKURI
    • 学会等名
      APCChE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement and correlation of binary diffusion coefficients for metal complexes in high temperature supercritical carbon dioxide2018

    • 著者名/発表者名
      T. Funazukuri, M. Yamamoto, Y. Ohkubo, J. Sakabe, C. Y. Kong
    • 学会等名
      12th International Symposium on Supercritical Fluids
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlations for binary diffusion coefficients of solutes in supercritical fluids and liquids using hydrodynamic equation with molecular volume2018

    • 著者名/発表者名
      J. Sakabe, T. Funazukuri
    • 学会等名
      12th International Symposium on Supercritical Fluids
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of diffusion coefficients of vitamin K3 in mixture of CO2 and methanol over an entire range of methanol at 313.2 K up to 30 MPa2018

    • 著者名/発表者名
      R. Suzuki, J. Sakabe, T. Funazukuri, C. Y. Kong
    • 学会等名
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of binary diffusion coefficient for Cr(acac)3 in high temperature region of supercritical carbon dioxide2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, J. Sakabe, T. Funazukuri, C. Y. Kong
    • 学会等名
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of kinematic viscosities for ternary aqueous systems using modified Eyring and activity coefficient models2018

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuda, K. Kurihara, T. Funazukuri, V. K. Rattan
    • 学会等名
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of kinematic viscosities for ternary systems from binary data using Mcallister equation2018

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuda, K. Tochigi, K. Kurihara, T. Funazukuri, V. K. Rattan
    • 学会等名
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高圧CO2+Methanol混合流体中でのPhenolの無限希釈拡散係数の測定2018

    • 著者名/発表者名
      小野寺 庸大、坂部 淳一、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第50季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Taylor法による高圧二酸化炭素+Methanol混合流体中でのPhenolの拡散係数の測定と推算2018

    • 著者名/発表者名
      小野寺 庸大、坂部 淳一、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 過剰自由エネルギーモデルによる輸送物性の相関と推算 ―動粘度、熱伝導率―2018

    • 著者名/発表者名
      栃木 勝己、松田 弘幸、栗原 清文、船造 俊孝、V. K. Rattan
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CIR法による超臨界二酸化炭素中におけるイブプロフェンの相互拡散係数の測定2018

    • 著者名/発表者名
      夏目 晋吾、坂部 淳一、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超臨界二酸化炭素中における溶質分子の相互拡散係数に対する溶質分子体積の影響2018

    • 著者名/発表者名
      坂部 淳一、船造 俊孝
    • 学会等名
      化学工学会第83年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CIR法を用いたscCO2中の高温領域におけるCr(acac)3の拡散係数の測定2017

    • 著者名/発表者名
      山本稔、坂部淳一、田口実、船造俊孝、孔昌一
    • 学会等名
      分離技術会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子化学計算を利用した状態方程式による平衡物性推算2017

    • 著者名/発表者名
      坂部淳一、船造俊孝
    • 学会等名
      分離技術会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of solubilities of Cr(acac)3 in supercritical carbon dioxide by supercritical fluid chromatography2017

    • 著者名/発表者名
      Minoru Yamamoto, Junichi Sakabe, Minori Taguchi, Toshitaka Funazukuri, Chang Yi Kong
    • 学会等名
      SFC Asia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of retention factors for chiral compounds by correlation with density in supercritical fluid chromatography2017

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Fuazukuri
    • 学会等名
      SFC Asia 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クロマトグラフィックインパルス応答法で測定される高温scCO2中でのCr(acac)3の拡散係数の有効性検討2017

    • 著者名/発表者名
      山本 稔、田口 実、坂部 淳一、船造 俊孝、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温超臨界二酸化炭素中の拡散係数についての推算式の有効性2017

    • 著者名/発表者名
      船造 俊孝、山本 稔、坂部 淳一、孔 昌一
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurement of diffusion coefficients of chromium (III) acetylacetonate in supercritical carbon dioxide at high temperatures2017

    • 著者名/発表者名
      Minoru Yamamoto, Junichi Sakabe, Minoru Taguchi, Toshitaka Funazukuri
    • 学会等名
      2017 AIChE Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of molecular diffusion coefficients of ferrocene derivatives in supercritical carbon dioxide by chromatographic impulse response2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ohkubo, Junichi Sakabe, Toshitaka Funazukuri, Chang Yi Kong
    • 学会等名
      SuperGreen 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 超臨界流体を用いる合成と加工2017

    • 著者名/発表者名
      化学工学会超臨界流体部会(30名)
    • 総ページ数
      252
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781312682
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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