• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実績報告書

マイクロ波により活性化される新規固体酸触媒の開発、およびバイオマス変換への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K18814
研究機関東京工業大学

研究代表者

椿 俊太郎  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (90595878)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード固体酸触媒 / ポリオキソメタレート / マイクロ波 / バイオマス / 加水分解
研究実績の概要

マイクロ波によって応答性の高い固体酸触媒を作製し、バイオマスの加水分解への応用を検討した。前年度の研究で、ポリオキソメタレート錯体を担持した活性炭触媒がマイクロ波照射下において加水分解活性が高いことを見出した。一方、ポリオキソメタレート錯体水溶液のマイクロ波応答性(複素誘電率)を測定したところ、ポリオキソメタレート錯体の濃度に依存して1GHz以下の周波数の低い帯域においてマイクロ波応答性が高まることを見出した。これは、ポリオキソメタレート錯体のイオン伝導によってマイクロ波の損失が生じたものと考えられた。一方、周波数帯域が高くなるにつれてポリオキソメタレート錯体の水溶液のマイクロ波応答性は、溶媒の水とほとんど差が見られなくなった。すなわち、一般にマイクロ波装置に用いられる2.45GHzではポリオキソメタレート錯体に選択的にエネルギーを与えることはできない可能性が示唆された。ポリオキソメタレート錯体のマイクロ波応答性のカチオン依存性およびアニオン依存性を調べたところ、カチオンに依存してマイクロ波応答性が変化し、特にプロトン型の場合において最もが高いマイクロ波吸収能を示した。アレニウスプロットから、活性化エネルギーが約15KJ/mol以下であり、この過程がプロトンリレーによるものであることが示唆された。そこで、マイクロ波周波数への依存性を検討するために、導波管型のシングルモードマイクロ波照射装置を用いた、2.45GHzのほか、915MHzや5.8GHzの周波数を照射下でポリオキソメタレートを介した触媒反応を複数の溶媒の存在下で行った。特に、イオン伝導性を有するイオン液体を溶媒として用いた場合において、低周波数側の915MHzで顕著な糖の分解活性が得られることを見出した。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Monash University(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Monash University
  • [雑誌論文] Microwave-assisted hydrolysis of biomass over activated carbon supported polyoxometalates2017

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Kiriyo Oono, Ayumu Onda, Tadaharu Ueda, Tomohiko Mitani, Masanori Hiraoka
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 ページ: 12346-12350

    • DOI

      10.1039/C6RA28778F

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of anodic current attributed to oxygen evolution on α-Fe2O3 electrode by microwave oscillating electric field2016

    • 著者名/発表者名
      Fuminao Kishimoto, Masayuki Matsuhisa, Shinichiro Kawamura, Satoshi Fujii, Shuntaro Tsubaki, Masato M. Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 35554

    • DOI

      10.1038/srep35554

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave-assisted hydrothermal extraction of sulfated polysaccharides from Ulva spp. and Monostroma latissimum2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Kiriyo Oono, Masanori Hiraoka, Ayumu Onda, Tomohiko Mitani
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 210 ページ: 311-316

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2016.04.121

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ temperature measurements of reaction spaces under microwave irradiation using photoluminescent probes2016

    • 著者名/発表者名
      Taishi Ano, Fuminao Kishimoto, Ryo Sasaki, Shuntaro Tsubaki, Masato M. Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 18 ページ: 13173-13179

    • DOI

      10.1039/C6CP02034H

    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ波照射によるα-Fe2O3電極上での水の酸化電流の増大2017

    • 著者名/発表者名
      松久将之, 岸本史直, 川村慎一郎, 藤井知, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-22
  • [学会発表] マイクロ波in situ熱重量分析を用いた酸化銀の還元反応におけるマイクロ波の照射効果の観測2017

    • 著者名/発表者名
      山本将大, 羽石直人, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 藤井知, 和田雄二
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-22
  • [学会発表] 金属酸化物触媒のマイクロ波加熱特性およびメタン酸化カップリング反応への応用2017

    • 著者名/発表者名
      阿部恵里子, 羽石直人, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 藤井知, 和田雄二
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-22
  • [学会発表] マイクロ波照射を用いた金属酸化物触媒によるメタン転換反応2017

    • 著者名/発表者名
      椿 俊太郎, 阿部 恵里子, 羽石 直人, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 藤井 知, 和田 雄二
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-17
  • [学会発表] ヘテロポリ酸を用いた触媒反応に対するマイクロ波周波数の効果2017

    • 著者名/発表者名
      古澤康祐, 早川翔悟, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-17
  • [学会発表] マイクロ波照射下における固体触媒のラマン分光法によるin situ観察2017

    • 著者名/発表者名
      松沢智輝, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2017-03-17
  • [学会発表] マイクロ波照射の高温還元プロセスにおけるシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      藤井知, 具志堅匠, 椿俊太郎, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第173 回春季講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-15
  • [学会発表] ヘテロポリ酸触媒を用いたバイオマス由来糖の酸化反応におけるマイクロ波周波数の効果2017

    • 著者名/発表者名
      古澤康祐, 早川翔悟, 椿俊太郎, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      日本エネルギー学会第12回バイオマス科学会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2017-01-18
  • [学会発表] 複素誘電率から見たマイクロ波照射下における触媒反応2017

    • 著者名/発表者名
      椿 俊太郎
    • 学会等名
      第13回持続的生存圏創成のためのエネルギー循環シンポジウム-マイクロ波高度利用と先端分析化学-第6回先進素材開発解析システム(ADAM)シンポジウム-マイクロ波高度利用生存圏フラッグシップ共同研究-
    • 発表場所
      京都大学生存圏研究所
    • 年月日
      2017-01-10
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロ波とナノ界面との相互作用による加熱原理2016

    • 著者名/発表者名
      米谷 真人, 岸本 史直, 佐藤 友香, A. Buyanin, 筑紫 洋平, 間中 孝彰, 岩本 光, M. Salmeron, 椿 俊太郎, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-14
  • [学会発表] マイクロ波照射を利用したデンプンの糖化の最適化へのとりまとめ2016

    • 著者名/発表者名
      東 順一, 金山 裕亮, 椿 俊太郎
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-14
  • [学会発表] マイクロ波振動電磁場におけるα-Fe2O3電極上での水の酸化電流の増2016

    • 著者名/発表者名
      松久将之, 岸本 史直, 川村 慎一郎, 藤井 知, 椿 俊太郎, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
  • [学会発表] マイクロ波によるSc 還元プロセスの研究2016

    • 著者名/発表者名
      具志堅 匠, 藤井 知, 椿 俊太郎, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
  • [学会発表] 粒子接触点におけるマイクロ波エネルギー集中現象を利用した金属酸化物の炭素還元2016

    • 著者名/発表者名
      羽石 直人, 椿 俊太郎, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 藤井 知, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
  • [学会発表] マイクロ波加熱によって層状ナノ構造触媒の層間反応場に誘起されるナノ局所高温場の理解2016

    • 著者名/発表者名
      阿野 大史, 岸本 史直, 椿 俊太郎, 米谷 真人, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
  • [学会発表] マイクロ波による2- プロパノールの脱水素反応の促進2016

    • 著者名/発表者名
      椿 俊太郎, 阿部 恵里子, 松沢 智輝, 羽石 直人, 藤井 知, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
  • [学会発表] ヘテロポリ酸触媒を用いた酸化反応に対するマイクロ波周波数効果2016

    • 著者名/発表者名
      早川 翔悟, 古澤 康祐, 椿 俊太郎, 三谷 友彦, 上田 忠治, 藤井 知, 米谷 真人, 鈴木 榮一, 和田 雄二
    • 学会等名
      第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-10-13
  • [学会発表] マイクロ波による無機固体表面での電子移動加速効果の理解2016

    • 著者名/発表者名
      岸本史直, 川村慎一郎, 椿俊太郎, 米谷真人, 和田雄二
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-22
  • [学会発表] マイクロ波応答性の層状ナノ構造触媒における局所高温反応場の発生2016

    • 著者名/発表者名
      阿野大史, 岸本史直, 川村慎一郎, 椿俊太郎, 米谷真人, 和田雄二
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-22
  • [学会発表] 周波数に依存するマイクロ波照射下におけるバイオマスの触媒的酸化反応2016

    • 著者名/発表者名
      椿俊太郎, 早川翔悟, 古澤康祐, 上田忠治, 米谷真人, 鈴木榮一, 和田雄二
    • 学会等名
      第118回触媒討論会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-09-21
  • [学会発表] In Situ Temperateure Measurement of Interlayer Nanospace of Layered Tungstate under Microwaves Using Europium(III) as Molecular Thermometer2016

    • 著者名/発表者名
      Taishi Ano, Fuminao Kishimoto, Shuntaro Tsubaki, Masato Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      2016 International Symposium for Young Chemical Engineers
    • 発表場所
      National Taiwan University of Science and Technology
    • 年月日
      2016-09-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Microwave Irradiation on Polyoxometalate Reactions and Its Application to Biomass Conversion2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Shogo Hayakawa, Kousuke Furusawa, Tadaharu Ueda, Satoshi Fujii, Masato Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      2016 International Symposium for Young Chemical Engineers
    • 発表場所
      National Taiwan University of Science and Technology
    • 年月日
      2016-09-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study on Metal Refining Process of Sc Metal Using by Microwave Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujii, Shuntaro Tsubaki, Eiichi Suzuki, Satoshi Chonan, Miho Fukui, Yuji Wada
    • 学会等名
      Progress in Electromagnetics Research Symposium in Shanghai 2016
    • 発表場所
      Shanghai International Convention Center
    • 年月日
      2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Catalysis of Polyoxometalates under Microwave Irradiation and Their Dielectric Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Shogo Hayakawa, Tadaharu Ueda, Tomohiko Mitani, Satoshi Fujii, Masato Maitani, Eiichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      Progress in Electromagnetics Research Symposium in Shanghai 2016
    • 発表場所
      Shanghai International Convention Center
    • 年月日
      2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Insight into Microwave-driven Catalytic Reactions -Non-equilibrium Local Heating and Acceleration of Electron Transfer2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Wada, Shuntaro Tsubaki, Takeo Yoshimura, Masato Maitani, Dai Mochizuki, Fuminao Kishimoto, Naoto Haneishi, Ryo Sasaki
    • 学会等名
      3rd Global Congress on Microwave Energy Application
    • 発表場所
      Universidad Politeacutecnica de Cartagena
    • 年月日
      2016-07-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Microwave-enhanced dehydrogenation of 2-propanol over magnetite catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tsubaki, Eriko Abe, Naoto Haneishi, Takeo Yoshimura, Masato M. Maitani, Ei-ichi Suzuki, Yuji Wada
    • 学会等名
      3rd Global Congress on Microwave Energy Application
    • 発表場所
      Universidad Politeacutecnica de Cartagena
    • 年月日
      2016-07-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient reduction of copper oxide with carbon using microwave local heating2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Haneishi, Shuntaro Tsubaki, Masato M Maitani, Eiichi Suzuki, Satoshi Fujii, Yuji Wada
    • 学会等名
      3rd Global Congress on Microwave Energy Application
    • 発表場所
      Universidad Politeacutecnica de Cartagena
    • 年月日
      2016-07-26
    • 国際学会
  • [学会発表] ギガヘルツ帯電磁波照射下におけるユウロピウムイオン(III)の発光寿命を利用した層状タングステン酸塩の層間温度測定2016

    • 著者名/発表者名
      阿野大史, 岸本史直, 椿俊太郎, 米谷真人, 和田雄二
    • 学会等名
      第35回光がかかわる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大
    • 年月日
      2016-06-10

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi