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2013 年度 研究成果報告書

炭素触媒による植物バイオマスの有用化学品への変換

研究課題

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研究課題/領域番号 23760734
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関北海道大学

研究代表者

小林 広和  北海道大学, 触媒化学研究センター, 助教 (30545968)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
キーワードバイオマス / セルロース / 炭素触媒 / 加水分解 / 酸触媒 / グルコース
研究概要

最も豊富なバイオマスであるセルロースを効率的に分解して化学原料であるグルコースを合成できれば意義深い。本研究では、活性炭がセルロースを加水分解できることを見いだし、その詳細について検討した。
様々な炭素を触媒に用いてセルロースを加水分解した結果、含酸素官能基の量が多い炭素ほど活性が高いことが分かった。炭素触媒とセルロースの接触を改善する前処理を開発し、最適化した条件でグルコース収率88%を達成した。
反応機構の検討から、まず炭素とセルロースは疎水性で吸着し、次に炭素の酸素官能基がセルロースの水酸基と水素結合を形成することで基質認識し、続いてカルボキシル基がグリコシド結合を切断することが示唆された。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Entropically Favored Adsorption of Cellulosic Molecules onto Carbon Materials through Hydrophobic Functionalities2014

    • 著者名/発表者名
      Mizuho Yabushita、Hirokazu Kobayashi、Jun-ya Hasegawa、Kenji Hara、Atsushi Fukuoka
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: Vol. 7 ページ: 1443-1450

    • DOI

      10.1002/cssc.201301296

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 活性炭を用いた非可食バイオマスの高効率糖化2013

    • 著者名/発表者名
      福岡淳、小林広和、藪下瑞帆
    • 雑誌名

      クリーンエネルギー

      巻: Vol. 22、No. 8 ページ: 45-48

  • [雑誌論文] High-Yielding One-Pot Synthesis of Glucose from Cellulose Using Simple Activated Carbons and Trace Hydrochloric Acid2013

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kobayashi、Mizuho Yabushita、Tasuku Komanoya、Kenji Hara、Ichiro Fujita、Atsushi Fukuoka
    • 雑誌名

      ACS Catal.

      巻: Vol. 3 ページ: 581-587

    • DOI

      10.1021/cs300845f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of ball-milling effects on the hydrolysis of cellulose catalysed by activated carbon

    • 著者名/発表者名
      Mizuho Yabushita、Hirokazu Kobayashi、Kenji Hara、Atsushi Fukuoka
    • 雑誌名

      Catal. Sci. Technol.

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1039/C4CY00175C

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of Sugar Compounds from Cellulose over Heterogeneous Catalysts2014

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kobayashi、Atsushi Fukuoka
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis
    • 発表場所
      西新プラザ(福岡市)
    • 年月日
      2014-01-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体触媒による難分解性糖高分子からの基幹化学品合成2013

    • 著者名/発表者名
      小林広和
    • 学会等名
      2013年度北海道高分子若手研究会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2013-08-31
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalysis of Activated Carbons for Hydrolysis of Cellulose2013

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kobayashi
    • 学会等名
      Energy Biosciences Institute Seminar
    • 発表場所
      University of California, Berkeley (USA)
    • 年月日
      2013-05-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 活性炭触媒によるセルロースの加水分解反応2013

    • 著者名/発表者名
      小林広和、藪下瑞帆、藤田一郎、福岡淳
    • 学会等名
      第111回触媒討論会
    • 発表場所
      関西大学(吹田市)
    • 年月日
      2013-03-25
  • [学会発表] 固体触媒によるセルロースの選択的解重合と生成物利用2012

    • 著者名/発表者名
      小林広和
    • 学会等名
      触媒学会北海道支部オーロラセミナー
    • 発表場所
      十勝幕別温泉グランヴィリオホテル(幕別町)
    • 年月日
      2012-08-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrolysis of Cellulose to Glucose by Solid Catalysts2012

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kobayashi、Tasuku Komanoya、Mizuho Yabushita、Kenji Hara、Atsushi Fukuoka
    • 学会等名
      CAT4BIO
    • 発表場所
      Makedonia Palace (Greece)
    • 年月日
      2012-07-09
  • [学会発表] セルロースの加水分解によるグルコース合成とその直接利用2012

    • 著者名/発表者名
      小林広和
    • 学会等名
      触媒学会若手会フレッシュマンゼミナール
    • 発表場所
      東京工業大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-05-12
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrolysis of Carbon and Ruthenium Catalysts2012

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kobayashi
    • 学会等名
      International Symposium on Catalytic Biomass Conversion
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2012-02-24
    • 招待講演

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公開日: 2015-06-25  

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