光エネルギー駆動型液相反応用カプセル型マイクロリアクターの開発

• 研究課題/領域番号: 26420777
• 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: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 古澤 毅 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50375523)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014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: カプセル型マイクロリアクター / 触媒 / 光熱変換物質 / 光触媒 / 液相反応 / 膜改質 / 光エネルギー / BDF合成反応

研究成果の概要

本研究では、エネルギー・環境問題に係る液相反応として「BDF合成反応」と「有機物の分解反応」を選定し、同反応を十分に進行させ、かつ今まで報告例がない「光エネルギーを駆動源とする新規カプセル型マイクロリアクターの構築」を目指した。まず、BDF合成速度・反応物/生成物の透過速度・活性種の溶出抑制の観点から、CaO/活性炭内包アルギン酸カプセルをBDF合成用マイクロリアクターとして構築することに成功した。次に、光触媒内包カプセルを用いたメチルオレンジの分解反応における律速段階を推定し、内包する光触媒の種類を変更することで、新規触媒系を構築できる可能性を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Biodiesel fuel production using CaO-loaded alginate capsules (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Furusawa
  • 雑誌名: J. Jpn. Petroleum Institute 巻: 印刷中
  • NAID: 130006893873
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improvement of the performance of encapsulated CaO and active carbon powders for rapeseed oil methanolysis to fatty acid methyl esters under condensed light irradiation (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Furusawa, R. Kadota, M. Sato, N. Suzuki
  • 雑誌名: Fuel Processing Technology 巻: 154 ページ: 197-203
  • DOI: 10.1016/j.fuproc.2016.08.032
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CaO-loaded alginate capsule modified with silane coupling agents for transesterification of rapeseed oil with methanol (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Furusawa, F. Kurayama, M. Shiba, R. Kadota, M. Sato, N. Suzuki
  • 雑誌名: Chemical Engineering Journal 巻: 288 ページ: 473-481
  • DOI: 10.1016/j.cej.2015.12.031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Methanolysis of rapeseed oil to fatty acid methyl esters using microencapsulated CaO and TiO2-supported chromium oxide under light irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Furusawa, M. Watanabe, R. Kadota, T. Matsumoto, M. Sato, N. Suzuki
  • 雑誌名: Fuel Processing Technology 巻: 140 ページ: 125-131
  • DOI: 10.1016/j.fuproc.2015.09.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transesterification of rapessed oil with methanol using CaO and active carbon powders encapsulated microcapsule under the light irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Furusawa, F. Kurayama, H. Handa, R. Kadota, M. Sato, N. Suzuki
  • 雑誌名: Applied Catalysis A 巻: 475 ページ: 69-75
  • DOI: 10.1016/j.apcata.2013.12.033
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CaO触媒/光熱変換物質内包型カプセルを用いた光エネルギー駆動型BDF合成反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古澤毅，倉山文男，佐藤正秀，鈴木昇
  • 雑誌名: 触媒 巻: 56 ページ: 284-289
• [学会発表] 固体酸触媒/活性炭内包カプセルを用いた光照射下でのオレイン酸のエステル化反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 谷口佑太, 古澤毅, 佐藤正秀, 鈴木昇
  • 学会等名: 第118回触媒討論会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] The effect of active carbon loading amount on the performance of microcapsule encapsulated with CaO catalyst and active carbon powders for the methanolysis of rapeseed oil under the light irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Kadota, T. Furusawa, F. Kurayama, M. Sato, N. Suzuki
  • 学会等名: PACIFICHEM2015
  • 発表場所: Hawaii convension center
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] CaO/活性炭内包カプセルを用いた光エネルギー駆動型BDF合成反応における光量の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 角田涼介, 古澤毅, 佐藤正秀, 鈴木昇
  • 学会等名: 第116回触媒討論会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 膜改質を施したCaO内包カプセルを用いたBDF合成反応と速度論的解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古澤毅, 倉山文男, 志波幸, 角田涼介, 佐藤正秀, 鈴木昇
  • 学会等名: 化学工学会第47回秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] CaO/酸化クロム担持型酸化チタン内包カプセルを用いた光エネルギー駆動型BDF合成反応における光量の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古澤毅, 渡部萌, 角田涼介, 松本太輝, 佐藤正秀, 鈴木昇
  • 学会等名: 第24回日本エネルギー学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-08-03
• [学会発表] 触媒/光熱変換物質内包型マイクロカプセルを用いた光エネルギー駆動型BDF合成反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古澤毅
  • 学会等名: 2014年度材料技術研究協会討論会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] CaO/クロム担持型酸化チタン内包カプセルを用いた光エネルギー駆動型BDF合成反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡部萌, 古澤毅, 角田涼介, 松本太輝, 佐藤正秀, 鈴木昇
  • 学会等名: 第114回触媒討論会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Methanolysis of rapeseed oil to biodiesel fuel with CaO and amorphous N-doped TiO2 powders encapsulated microcapsule under the light irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Watanabe, T. Furusawa, T. Matsumoto, M. Sato, N. Suzuki
  • 学会等名: TOCAT7
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-06
• [図書] 超親水／超撥水化の基礎原理解析から各産業への応用実例～測定評価ノウハウ・超撥油親油化技術・現場の課題Q&A～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正秀, 古澤毅, 鈴木昇
  • 総ページ数: 288
  • 出版者: 情報機構
• [図書] ナノ粒子の表面修飾と分析評価技術~各種特性を向上するためのナノ粒子表面関連技術とその評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木昇, 古澤毅, 佐藤正秀
  • 総ページ数: 425
  • 出版者: 株式会社 情報機構
• [図書] シランカップリング剤の使いこなし ノウハウ集 ～ 反応メカニズムから被覆率･反応状態の解析まで ～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正秀, 古澤毅, 鈴木昇
  • 総ページ数: 384
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 塗布型透明導電膜の材料開発と成膜・パターン形成技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正秀, 古澤毅, 鈴木昇
  • 総ページ数: 292
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー
• [図書] 粉体・微粒子分析テクニック事例集 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正秀, 古澤毅, 鈴木昇
  • 総ページ数: 399
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] Handbook on Oil Production Research (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Kurayama, T. Furusawa, N. M. Bahadur, M. Sato, N. Suzuki
  • 総ページ数: 295
  • 出版者: Nova Science Publisher Inc
• [図書] マイクロ/ナノカプセルの調製，徐放性制御と応用事例 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古澤毅，倉山文男，佐藤正秀，鈴木昇
  • 総ページ数: 510
  • 出版者: 技術情報協会
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/lab/funtai/
• [備考] 宇都宮大学工学部応用化学科粉体・界面工学研究室ホームページ
  • URL: http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/lab/funtai/