| 研究課題/領域番号 |
16580134
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
今村 祐嗣 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (70151686)
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| 研究分担者 |
畑 俊充 京都大学, 生存圏研究所, 講師 (10243099)
杉山 淳司 京都大学, 生存圏研究所, 助教授 (40183842)
田中 文男 京都大学, 生存圏研究所, 助教授 (10109069)
菊池 光 エス, エス・アロイ(株)・開発部, 取締役(研究職)
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| キーワード | 木質バイオマス / 炭素材料 / 炭素構造 / 微細構造 / 結晶構造 / 不均一構造 |
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| 研究概要 |
ウッドナノカプセルは、結晶化した炭素構造体とそれらを連結する不均一構造によって形成している。そこで、本年度は、「炭素構造の高結晶化」と「結晶間の不均一構造の形成」の2つをテーマとして研究を遂行した。
炭素構造の高結晶化については、高結晶化が見込まれる急速熱分解法に着目した。原料、加熱温度、雰囲気条件等のパラメーターが急速熱分解試料の炭素構造に及ぼす影響を明らかにした。また、結晶構造形成の触媒となる鉄を添加することで、通常の低速熱分解法に比べ、急速熱分解法の方が10分の1程度の添加量で同等の触媒効果が得られることが示された。本年度の研究成果は、雑誌論文にまとめ、『Microstructure of Carbonized Wood Material Prepared by Flash Heating under Fe Catalysis」としてCarbonに投稿する予定である。
結晶間の不均一構造の形成においては、1000〜1800℃の高温熱処理した木質炭素化物を顕微ラマン分光法、X線光電子分光法および透過型電子顕微鏡で分析および観察を行った結果、1200〜1400℃の間で炭素構造が著しく発達することが明らかになった。1600℃以上の熱処理温度域では、木質炭素化物の細胞壁の表層部の炭素構造は、細胞壁の断面部と比べて発達することが観察された。木質炭素化物の分類される難黒鉛化性炭素は、高温熱処理過程において不均一黒鉛化と呼ばれる不均一な炭素構造の形成過程を示すとされる。本研究で得られた細胞壁の表層と断面部の炭素構造の差異に関する知見は、難黒鉛化性炭素の不均一黒鉛化の形成過程と密接に関係した重要な知見であると考えられる。これらの結果は、「Structural analysis of wood carbonized at high heat treatment temperatures.」として炭素学会誌に投稿準備中である。
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