イオン液体による木質バイオマスの液化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25450246
• 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: 木質科学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 宮藤 久士 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (00293928)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: イオン液体 / 木質バイオマス / 液化 / 化学変換

研究成果の概要

イオン液体は木質バイオマスに対して、無触媒の液化反応媒体として機能し、木質バイオマスの主要構成成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンのいずれも液化可能であることが明らかとなった。また、それらの成分の液化反応中に低分子化反応も併せて生じることも分かった。さらに液化や低分子化反応は、木質バイオマスの化学成分的な観点からも組織構造的な観点からも、不均一な反応であることが、本研究課題の遂行により明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Raman microscopic analysis on wood after treatment with the ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (2015)
  • 著者名/発表者名: Toru Kanbayashi, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Holzforschung 巻: 69 号: 3 ページ: 273-279
  • DOI: 10.1515/hf-2014-0060
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Production of disaccharides from glucose by treatment with an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidozolium chloride (2015)
  • 著者名/発表者名: Emiko Ohno, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 61 号: 2 ページ: 165-170
  • DOI: 10.1007/s10086-014-1453-8
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Topochemical and morphological characterization of wood cell wall treated with the ionic liquid, 1-ethylpyridinium bromide (2015)
  • 著者名/発表者名: Toru Kanbayashi, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Planta 巻: 242 号: 3 ページ: 509-518
  • DOI: 10.1007/s00425-014-2235-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reaction behavior of milled wood lignin in an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (2015)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Ogawa, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 61 号: 3 ページ: 285-291
  • DOI: 10.1007/s10086-015-1461-3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anatomical and topochemical aspects of Japanese beech (Fagus crenata) ｃell walls after treatment with the ionic liquid，1-ethylpyridinium bromide (2015)
  • 著者名/発表者名: Toru Kanbayashi, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Microscopy and Microanalysis 巻: 21 号: 6 ページ: 1562-1572
  • DOI: 10.1017/s1431927615015275
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Decomposition of cellulose in an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidozolium chloride (2014)
  • 著者名/発表者名: Emiko Ohno, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 60 号: 6 ページ: 428-437
  • DOI: 10.1007/s10086-014-1421-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reaction behavior of wood in an ionic liquid, 1-ethylpyridinium bromide (2014)
  • 著者名/発表者名: Teruaki Yokoo, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 60 号: 5 ページ: 339-345
  • DOI: 10.1007/s10086-014-1409-z
  • NAID: 40020231497
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative study of morphological changes in hardwoods treated with the ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (2014)
  • 著者名/発表者名: Toru Kanbayashi, Hisashi Miyafuji
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 60 号: 2 ページ: 152-159
  • DOI: 10.1007/s10086-014-1389-z
  • NAID: 40020043183
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] イオン液体（1-エチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド）処理 による各種木材組織の化学成分変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神林徹、宮藤久士、大野弘幸、山田竜彦
  • 学会等名: 第66回日本木材学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Decomposition and reaction behavior of cellulose in ionic liquid (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Miyafuji
  • 学会等名: Pacifichem2016
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] イオン液体処理におけるMWLの分解挙動の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川清太朗、山本康平、溝口晃平、吉岡康一、宮藤久士、 大野弘幸、山田竜彦
  • 学会等名: 第60回リグニン討論会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] Liquefaction behavior of wood and its components in ionic liquids (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Miyafuji
  • 学会等名: 18th International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
  • 発表場所: Vienna
  • 年月日: 2015-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] イオン液体を用いたバイオマスの化学変換 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮藤 久士
  • 学会等名: 日本木材学会バイオマス変換研究会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2015-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] イオン液体処理におけるセルロースの分解反応挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大野恵実子、宮藤 久士
  • 学会等名: セルロース学会第22回年次大会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2015-07-09
• [学会発表] イオン液体処理があて材の組織構造および化学成分に与える影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神林徹，宮藤久士
  • 学会等名: 第65回日本木材学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] イオン液体を用いた磨砕リグニンの分解 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川清太郎，宮藤久士
  • 学会等名: 第65回日本木材学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] イオン液体中における木材高分子の分子特性及び光散乱特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横尾光秋，宮藤久士
  • 学会等名: 第65回日本木材学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 異なる加熱方法によるイオン液体中でのリグニンの反応挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川清太郎，宮藤久士
  • 学会等名: 第5回イオン液体討論会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-29
• [学会発表] バイオリファイナリーにおけるイオン液体導入の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮藤久士
  • 学会等名: 第６４回日本木材学会大会
  • 発表場所: 松山市
• [学会発表] イオン液体中におけるセルロースの低分子化挙動の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野恵実子、宮藤久士
  • 学会等名: 第６４回日本木材学会大会
  • 発表場所: 松山市
• [学会発表] イオン液体中の木材多糖類の反応挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川瀨智絵、宮藤久士
  • 学会等名: 第６４回日本木材学会大会
  • 発表場所: 松山市
• [学会発表] 1-エチルピリジニウムブロミド処理における木材の液化挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横尾光秋、宮藤久士
  • 学会等名: 第４回イオン液体討論会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] ピリジニウム系イオン液体処理におけるセルロースの反応挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮田綾子、宮藤久士
  • 学会等名: 第４回イオン液体討論会
  • 発表場所: 横浜市