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イオン性液体薄膜を活性種のアンカーに利用したマイクロハニカム状固定化触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26630396
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関北海道大学

研究代表者

向井 紳  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70243045)

研究分担者 荻野 勲  北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60625581)
岩村 振一郎  北海道大学, 大学院工学研究院, 助教 (10706873)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード化学工学 / 触媒 / CO2分離 / イオン液体 / 固定化 / 反応・分離 / 環境技術 / 環境材料 / セラミックス / 吸着剤 / イオン性液体 / 固定化触媒
研究成果の概要

本研究では,薄膜イオン液体(IL)固定化触媒開発の第一ステップとして,CO2吸着サイトを有するILを直状マクロ孔を有するマイクロハニカム型シリカモノリス体(SMH)壁面に薄膜状で固定化することで,低流体抵抗を示しかつ効率的にCO2を分離できる材料の開発を目指した。検討の結果,SMHの直状マクロ孔を閉塞させることなく55 wt%ものILを固定化できること,得られた試料は,大気圧下,303 KでCO2濃度を33%含む窒素ガスからCO2を迅速に分離できること,393 Kの加熱再生処理により少なくとも4回の再利用ができること,さらに流通試験においても効率的にCO2を分離できることを確認した。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Tuning the Pore Structure and Surface Properties of Carbon-Based Acid Catalysts for Liquid-Phase Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      荻野勲,鈴木佑啓,向井紳
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 5 号: 8 ページ: 4951-4958

    • DOI

      10.1021/acscatal.5b01022

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sonication-Free Exfoliation of Graphite Oxide via Rapid Phase Change of Water2015

    • 著者名/発表者名
      荻野勲,横山裕也,向井紳
    • 雑誌名

      Topics in Catalysis

      巻: 58 号: 7-9 ページ: 522-528

    • DOI

      10.1007/s11244-015-0391-z

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon Nanotube Synthesis via the Calciothermic Reduction of Carbon Dioxide with Iron Additives2015

    • 著者名/発表者名
      菊地竜也,石田龍馬,夏井俊悟,熊谷剛彦,荻野勲,坂口紀史,鈴木 亮輔
    • 雑誌名

      ECS Solid State Letters

      巻: 4 号: 9 ページ: M19-M22

    • DOI

      10.1149/2.0031509ssl

    • NAID

      120005625311

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible Film-type Catalysts Encapsulating Urease within κ-Carrageenan Hydrogel Network2015

    • 著者名/発表者名
      山崎颯平,森武士,荻野勲,向井紳
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 278 ページ: 122-128

    • DOI

      10.1016/j.cej.2014.11.097

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marked Increase in Hydrophobicity of Monolithic Carbon Cryogels via HCl Aging of Precursor Resorcinol-ormaldehyde Hydrogels: Application to 1-Butanol Recovery from Dilute Aqueous Solutions2014

    • 著者名/発表者名
      I. Ogino, K. Sakai, S.R. Mukai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 118 号: 13 ページ: 6866-6872

    • DOI

      10.1021/jp412781d

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exfoliation of Graphite Oxide in Water without Sonication: Bridging Length Scales from Nanosheets to Macroscopic Materials2014

    • 著者名/発表者名
      荻野勲,横山裕也,岩村振一郎,向井紳
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 00 号: 10 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1021/cm501305c

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロハニカム構造を有するカーボンクライオゲルによるフェノールと色素の連続分離2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 誠一郎,岩村 振一郎,荻野 勲,向井 紳
    • 学会等名
      化学工学会 第81年会
    • 発表場所
      大阪府・関西大学
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロハニカム構造を有するカーボンクライオゲルを用いたフェノールの連続分離2016

    • 著者名/発表者名
      吉田 誠一郎,岩村 振一郎,荻野 勲,向井 紳
    • 学会等名
      第 25 回化学工学・粉体研究発表会
    • 発表場所
      室蘭市,室蘭市中小企業センター
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Monolithic Microhoneycombs with Various Functions Using the Ice Templating Method2015

    • 著者名/発表者名
      向井紳
    • 学会等名
      7th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology (PBAST-7)
    • 発表場所
      Asia Gulf Hotel, Xiamen, China
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adsorption of Phenol in a Continuous Flow System using Carbon Microhoneycombs2015

    • 著者名/発表者名
      吉田 誠一郎,岩村 振一郎,荻野 勲,向井 紳
    • 学会等名
      7th Pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology (PBAST-7)
    • 発表場所
      Asia Gulf Hotel, Xiamen, China
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンゲルマイクロハニカムを用いたフェノールの連続分離2015

    • 著者名/発表者名
      吉田 誠一郎,岩村 振一郎,荻野 勲,向井 紳
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      札幌市・北海道大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロハニカム状機能性材料の製造と応用2015

    • 著者名/発表者名
      向井紳
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      札幌市・北海道大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面特性と細孔構造を制御したマイクロハニカム状炭素系固体酸触媒の液相反応への利用2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木佑啓,荻野勲,向井紳
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      札幌市・北海道大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 表面の親疎水性と細孔構造を制御したマイクロハニカム状炭素系固体酸触媒の液相反応への利用2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木佑啓,荻野勲,向井紳
    • 学会等名
      オーロラセミナー
    • 発表場所
      北海道・沼田町,ほろしん温泉ほたる館
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヘテロポリ酸塩固定化シリカマイクロハニカムを吸着剤に用いたセシウム希薄水溶液のハイスループット処理2015

    • 著者名/発表者名
      吉田誠一郎,岩村振一郎,荻野勲,向井紳
    • 学会等名
      分離技術会年会2015
    • 発表場所
      川崎市・明治大学生田キャンパス
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Introduction of Additional Mesopores into Carbon Microhoneycombs with the Aid of Dextran2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichiroh Iwamura, Kohei Kitano, Isao Ogino, Shin R. Mukai
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Multi-functional Materials and Applications
    • 発表場所
      Hoseo University, Korea
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of flexible film-type enzyme catalysts using κ-carrageenan and porous film support2014

    • 著者名/発表者名
      Sohei Yamazaki, Takeshi Mori, Isao Ogino, Shin R. Mukai
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Multi-functional Materials and Applications
    • 発表場所
      Hoseo University, Korea
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] デキストラン添加によるマイクロハニカム状カーボンへのメソ孔導入2014

    • 著者名/発表者名
      北野耕平,岩村振一郎,荻野勲,向井紳
    • 学会等名
      第28回日本吸着学会研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-10-23 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロハニカム状カーボンへの白金高分散担持2014

    • 著者名/発表者名
      高橋峻平,岩村振一郎,荻野勲,向井 紳
    • 学会等名
      第114回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学・東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] フレキシブルフィルム型固定化酵素触媒の開発2014

    • 著者名/発表者名
      山崎颯平, 森武士, 増田隆信, 岩村振一郎, 荻野勲, 向井紳
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 発表場所
      九州大学・伊都キャンパス
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of Flexible Film-Type Catalysts by Encapsulating Urease within κ-Carrageenan Gel in Porous Film Support2014

    • 著者名/発表者名
      Sohei Yamazaki, Takeshi Mori, Isao Ogino, Shin R. Mukai
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Chemical Reaction Engineering (ISCRE 23)
    • 発表場所
      Centara Grand & Bangkok Convention Centre (BCC) at Central World, Bangkok, THAILAND
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of the Residence Time Distribution of Substrate in Monolithic Carbons Having Honeycomb Structure Synthesized Using Ice Templating Method2014

    • 著者名/発表者名
      Shunpei Takahashi, Yoshitaka Satoh, Isao Ogino, Shin R. Mukai
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Chemical Reaction Engineering (ISCRE 23)
    • 発表場所
      Centara Grand & Bangkok Convention Centre (BCC) at Central World, Bangkok, THAILAND
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Introduction of Ordered Macropores into Carbon Gels and Controlling the Structure of the Established Hierarchical Pore System of Micro-Meso-Macropores2014

    • 著者名/発表者名
      Shin R. Mukai
    • 学会等名
      Carbon2014
    • 発表場所
      International Conference Center Jeju, Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A New Method to Increase the Mesopore Volume of Carbon Microhoneycombs Obtained through the Ice Templating Method Using Dextran2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichiroh Iwamura, Kohei Kitano, Isao Ogino, Shin R. Mukai
    • 学会等名
      Carbon2014
    • 発表場所
      International Conference Center Jeju, Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Water/Ice as an Agent for Facile Exfoliation of Graphite Oxide and Reconstruction of the Resultant Graphene Oxide into a 3D Monolith with Flow-through Macropores2014

    • 著者名/発表者名
      Isao Ogino, Yuya Yokoyama, Shinichiro Iwamura, Shin R. Mukai
    • 学会等名
      Carbon2014
    • 発表場所
      International Conference Center Jeju, Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 吸着・分 離材料の設計,性能評価と新しい応用2015

    • 著者名/発表者名
      向井紳(分担執筆)
    • 総ページ数
      524
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 高機能ゼオライトの最新技術2015

    • 著者名/発表者名
      荻野勲(分担執筆)
    • 総ページ数
      207
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] ゲルテクノロジー(第2章第2節:氷晶テンプレート法―多孔体,ファイバー― )2014

    • 著者名/発表者名
      荻野 勲,向井 紳
    • 総ページ数
      908
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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