| 研究課題/領域番号 |
22310055
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
渡邉 賢 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40312607)
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| 研究分担者 |
スミス リチャード 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (60261583)
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 / セルロース / HMF / イオン交換樹脂 / 固体酸触媒 / グルコース / フルクトース |
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| 研究概要 |
イオン液体-イオン交換樹脂併用系において、セルロース加水分解を経てグルコースを生産し、さらにフルクトースへと異性化させた後、ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)合成を連続的に行うためのイオン液体およびイオン交換樹脂の選定について検討を行う。本プロセス開発の検討課題は(1)セルロースのフィード、(2)セルロースの加水分解、(3)グルコースの異性化、(4)フルクトースの脱水、(5)HMFの分離精製、そして(6)連続プロセス提案である。
平成22年度には主に2つの検討課題について研究を実施した。まず検討課題1のセルロースフィードについて所用動力を明らかにするために粘度の温度および濃度依存性について検討した。その結果、温度上昇にともない粘度が低下するものの、濃度が比較的高い場合には依然として粘度が高く、水などの可塑剤の添加について検討する必要がることが示された。続いて、検討課題2のセルロース加水分解について固体触媒選定をイオン液体-イオン交換樹脂併用系で主に検討を行った。イオン交換樹脂としてDowExとAmberlystを選定して検討を行ったところ、同反応条件ではAmberlystが高い触媒能を示すことが明らかとなった。また、加熱源としてマイクロ波を用いることで反応速度が向上し、またグルコース収率が向上することを見出した。しかしながら、イオン交換樹脂かつマイクロ波加熱により実施した検討では副生成物であるフミンが多く生成し、この抑制が更なる収率向上には不可欠であった。フミン生成は水の存在下で抑制できる可能性があり、上記粘度への効果と併せて副反応抑制についても検討を進める必要性が示唆された。
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