ビクトリア褐炭の構造,反応性と新しい利用技術

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04044026
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 西山 誼行 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (10006299)
• 研究分担者: D E Mainwari Swinburne工業大, 応用コロイド研究センター, 教授 ; F P Larkins Melbourne大学, 副学長補佐教授 ; W R Jackson Monash大学, 化学科, 教授 ; D J Allardic Victoria州石炭公社, 開発研究部長 ; 飯野 雅 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (10006306) ; 持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758) ; 真田 雄三 北海道大学, 工学部, 教授 (50109485)
• キーワード: 褐炭 / 熱分解 / 石炭液化触媒 / イオン交換 / 石炭-溶媒相互作用 / 石炭の高分子構造 / 水素結合

研究概要

ビクトリア褐炭は高い含水率と高い酸素含有率を特徴としている。本共同研究ではその化学的特性を明らかにして、その特性を活かした新しい利用技術を開発することを眼目とし、その見地から多角的に研究を進めている。
持田らはMonash大学のJackson教授らと共同で、ビクトリア褐炭の脱鉱物処理とイオン交換による鉄・すず系石炭転交触媒の高分散担持法の開発を進めた。また、褐炭の脱鉱物や乾燥前後の性状・構造変化ならびに一酸化炭素-水系液化用触媒であるメタアルミン酸ナトリウムの作用機構について調査・研究した。飯野らは、Swin-burne工業大学のMainwaring教授らと共同で、褐炭の溶媒抽出・膨潤およびレオロジー測定を行ない溶媒と褐炭との相互作用や溶媒処理による高分子構造の変化を解明した。レオロジー測行から、ある重量比の石炭-溶媒混合物が高分子ゲル特性を示すという興味ある現象を 見出し、高分子構造の変化を小角X線散乱を用いて検討中である。西山らはVictoria州石炭公社のAllardice博士らと共同で褐炭の表面にイオン交換された金属イオンの褐炭熱分解に対する影響を調べ、鉄がカルボニル基の分解や芳香環の形成を促進することを見出した。また、熱処理により鉄と炭素との間に強い相互作用が起きることが示唆されている。真田らは褐炭の水素結合に着目し、褐炭と水との相互作用や脱水に伴う微細構造の変化について検討を進めている。
以上の様に本共同研究は順調に進展して成果せ収めつつあり、オーストラリフ側も多大の期待を示している。

研究成果

• [文献書誌] K.SAKANISHI,K.HONDA,R.SAKATA,and I.MOCHIDA: "Combined Utilization of Solvent and Catalyst in the Coal Liquefaction of Morwell Brown Coal" Proc.5th Australian Coal Science Conference. 97-102 (1992)
• [文献書誌] I.MOCHIDA et al.: "Design of Coal Liquefaction Cataltsts with Functions for Recovery and Repeated Use" ACS Division of Fuel Chemistry. (1993)
• [文献書誌] T.TAKANOHASHI,T.OHKAWA,T.YANAGIDA,and M.IINO: "Effect of Maceral Composition on the Extraction of Bituminous Coals with Carbon Disulphide N-Methyl-2-pyrrolidinone Mixed Solvent at r.t." Fuel. 72. 51-55 (1993)
• [文献書誌] T.ISHIZUKA,T.TAKANOHASHI,O.ITO,and M.IINO: "Effects of the Additives and Oxygen on Extraction Yield with Carbon Disulfide-N-Methyl-2-pyrrolidinone Mixed Solvent for Argonne Coal Sample" Fuel. in press.
• [文献書誌] 村上 賢治,尾崎 純一,西山 誼行: "ビクトリア褐炭の表面官能基と金属イオンとの相互作用" 第29回石炭科学会議・発表論文集. 111-114 (1992)
• [文献書誌] S.YOKOYAMA,Y.SANADA,S.Supaluknari,M.Hughes,and F.Larkins: "Upqrading of a Model Feedstock and a Victorian Brown Coal Derived Liquid" Fuel. 71. 1315-1321 (1992)