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触媒濡壁反応器を用いたレボグルコセノン連続製造プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K05210
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

工藤 真二  九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (70588889)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードバイオマス / セルロース / 触媒 / 反応器 / プラットフォーム化合物 / 熱分解 / 液状触媒 / イオン液体
研究開始時の研究の概要

バイオマス由来化学品製造におけるプラットフォーム化合物として期待されるレボグルコセノン(LGO)を迅速かつ消耗性の試薬の投入なしに製造する新たな技術として触媒活性をもつイオン液体を用いた触媒濡壁反応器を開発する。液状触媒の特徴を活かした本反応器はバイオマスの熱分解揮発性生成物を気相改質してLGOを製造し、同反応におけるコーク析出・触媒劣化という通常の充填層触媒では避け難い課題を克服するものである。

研究成果の概要

レボグルコセノンを迅速かつ消耗性の試薬の投入無しに製造する新たなプロセスのコア技術として触媒活性をもつ液体を用いた触媒濡壁反応器を開発することを目的として研究を行い、本反応に適した安価かつ活性の高い液状触媒を見出すとともに、短時間ではあるがセルロースからの連続的なレボグルコセノン製造を示し、コーク析出や触媒劣化という通常の充填層触媒反応では避けがたい課題を本反応法により克服できる可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

バイオマス利活用技術の開発は持続可能社会の構築における重要課題であり、とりわけ化学品への変換技術は開発の焦点となる。本研究でターゲットとするレボグルコセノンはファイン・コモディティーケミカルズのプラットフォーム化合物として近年急速に注目を集めているが、本研究では同化合物を製造するためのこれまででトップクラスの活性を有する触媒の開発に成功し、その触媒を用いた効率的なバイオマス変換反応系を提案、実演した。

報告書

(3件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Auckland(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Chongqing University(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Auckland(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Catalytic deep eutectic solvent for levoglucosenone production by pyrolysis of cellulose2022

    • 著者名/発表者名
      Saragai Shouya、Kudo Shinji、Sperry Jonathan、Ashik U.P.M.、Asano Shusaku、Hayashi Jun-ichiro
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 344 ページ: 126323-126323

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2021.126323

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Catalytic Strategies for Levoglucosenone Production by Pyrolysis of Cellulose and Lignocellulosic Biomass2021

    • 著者名/発表者名
      S. Kudo, X. Huang, S. Asano and J.-i. Hayashi
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 35 号: 12 ページ: 9809-9824

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.1c01062

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 深共晶溶媒を用いたセルロースの触媒熱分解によるレボグルコセ ノン製造2021

    • 著者名/発表者名
      工藤真二、皿海翔也、浅野周作、林潤一郎
    • 学会等名
      化学工学会第87年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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