| 研究課題/領域番号 |
21360374
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
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| 研究分担者 |
佐藤 善之 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50243598)
相田 卓 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (00466541)
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| キーワード | イオン液体 / 分離プロセス / バイオマス / 超臨界流体 / セルロース |
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| 研究概要 |
本研究の目標は、バイオマスが溶解したイオン液体へのCO_2・水の添加による低粘度化、ならびに各種構成成分の分離プロセスの構築である。今年度はそのための基礎的知見の獲得を目的として、(1)イオン液体へのCO_2溶解度の測定、(2)CO_2が溶解したイオン液体の粘度の測定を行った。(3)バイオマスには稲わらを選び、それが溶解するイオン液体を選定した。
(1)[bmim][Cl]・[emim][L-Lactate]・[(C_2H_4OH)(CH_3)_3N][L-Lactate]へのCO_2溶解度は磁気浮遊天秤を用いて測定した。溶解度は温度の低下、CO_2圧力の増加に伴い増加し、実験値は状態式を用いて良好に相関できた。さらに文献値を用いて式中のパラメーターの一般化を行った結果、報告例のあるイオン液体は概ね表現可能だった。従って、測定を行っていないイオン液体の予測の可能性が示唆された。
(2)CO_2加圧下での[bmim][Cl]の粘度は作製した振動式粘度計で測定した。温度の上昇、CO_2圧力の増加に伴って粘度は低下した。自由体積理論を用いてCO_2溶解時の各種イオン液体の粘度を推算したところ、実験値を良好に表現できた。これより未知のイオン液体のCO_2溶解時の粘度が予測可能と示唆された。以上のことから、CO_2によるバイオマスが溶解したイオン液体への低粘度化が期待される。
(3)稲わらを溶解するイオン液体の選定に目視法を用い、カチオン・アニオンの異なる4種を比較した。アルキル鎖の短いカチオン、酢酸イオンがアニオンの場合が最も高い溶解度を示した。今後、高い溶解度を示したイオン液体にバイオマスを溶解させ、溶液へのCO_2溶解度とCO_2下での粘度の測定を行う。
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