| 研究課題/領域番号 |
21241018
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
吉岡 敏明 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (30241532)
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| 研究分担者 |
亀田 知人 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60333895)
グラウゼ ギド 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (60570017)
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| キーワード | リサイクル / フィードストック / 複合材料 / 無機・有機原料 / ポリエチレンテレフタレート |
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| 研究概要 |
著者らはこれまでPET-金属複合材料を高温で加水分解し、金属を分離・回収することが可能であること、PETを加水分解し生成したテレフタル酸(TPA)に生石灰(CaO)を添加することにより、選択的にベンゼンが生成することを明らかにしてきた。しかし、ベンゼンを生成すると同時に、CaO表面に大量の炭素残渣が生成し、ベンゼン収率が減少する問題がある。そこで、本研究ではテレフタル酸を用い、炭素残渣を減少させることによるベンゼン収率の向上を目的とし、検討を行った。
その結果、炭素残渣の生成を抑制すると同時にベンゼン収率を向上させるためには、主に中間体として生成するテレフタル酸カルシウム(TP-Ca)の分解速度、隣接するTPA同士の接触による残渣の生成速度の制御が必要であることを明らかにした。また、TPAがCaO表面に広く分散して吸着した場合、隣接するTPAの距離が遠くなるため、高温で反応を行っても残渣が形成されにくく、TP-Caの分解が促進されるためベンゼン収率も向上する。一方、TPAが密集してCaO表面に吸着した場合、隣接するTPAの距離が近くなるため、高温ではTP-Caの分解よりも、隣接するTPA同士で残渣を形成する反応が起こりやすくなる。温度が低い場合には、炭素残渣の生成速度を抑制することができるが、TP-Caの分解速度も同時に低下すると考えられる。隣接するTPA間の距離は、供給するTPAガスの濃度、CaOの充填密度等に起因するため、比較的制御が可能である。TPAの吸着を分散させ、反応温度を高くすることで、より効果的に炭素残渣の生成を抑制し、ベンゼン収率を向上することができた。
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