• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

水中で有効に働く固体酸触媒の作用機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 24560949
研究機関高知大学

研究代表者

恩田 歩武  高知大学, 教育研究部総合科学系, 講師 (80335918)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード固体酸触媒 / 多糖 / バイオマス / 強酸性イオン交換樹脂 / 水溶媒 / 炭素 / 加水分解 / スルホ基
研究実績の概要

我々は、スルホン化活性炭触媒が,多糖から単糖への選択的な加水分解において、既存の強酸性イオン交換樹脂触媒と比較して,熱水安定性だけでなく、触媒活性およびグルコース選択性が明らかに高いことを見出している。さらに最近、他の研究者らから様々な類似固体酸触媒が報告されている。それらの触媒活性因子や触媒作用機構には未解明な点が多い。そこで本研究では,スルホ基を有する固体酸触媒の触媒作用の解明およびその応用について検討した。
スルホ基を有する固体触媒として、スルホン化活性炭、強酸性イオン交換樹脂のアンバーリスト15、Nafion NR50などを中心に、室温および温和な水熱条件下での吸着作用および触媒作用を比較検討した。各固体酸触媒のキャラクタリゼーションは、元素分析法、滴定法、電子顕微鏡観察で行った。触媒反応および吸着実験の基質には、重合度などの異なるオリゴ糖、炭素数の異なる糖、官能基の異なる糖を用いた。
デンプンやボールミル処理したセルロースの加水分解に対して、スルホン化活性炭はAmberlyst 15やNafion NR50などの市販の樹脂系のスルホ基含有固体酸触媒より高活性を示し、スルホ基の溶出や活性劣化は見られなかった。重合度の異なるオリゴ糖(重合度2-7)の加水分解活性を比較したところ,重合度が高いオリゴ糖ほど加水分解が速く、この傾向はH2SO4(溶液)や樹脂系の固体酸触媒とは異なり、反応に対する吸着過程の関与の可能性を示唆している。また、基質が酸性糖の場合は、スルホン化活性炭の特異性はみられず、ことのことも吸着過程の重要性を示唆している。また、固体の炭化度とスルホ基の密度をそれぞれ変えることにより、それぞれの基質に適した固体触媒を調製し、有効性を実証した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] New extraction procedure for protonated polyoxometalates prepared in aqueous-organic solution and characterisation of their catalytic ability2014

    • 著者名/発表者名
      Ueda, T., Yamashita, K., Onda, A.
    • 雑誌名

      Appl. Catal., A

      巻: 485 ページ: 181~187

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2014.07.032

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrolysis of green-tide forming Ulva spp. by microwave irradiation with polyoxometalate2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubaki, S., Oono K., Ueda, T., Onda, A., Yanagisawa, K., Azuma, J.
    • 雑誌名

      Green Chem.

      巻: 16 ページ: 2227-2233

    • DOI

      10.1039/C3GC42027B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective conversion of lactic acid into acrylic acid over hydroxyapatite catalysts2014

    • 著者名/発表者名
      Matsuura, Y., Onda, A., Yanagisawa, K.
    • 雑誌名

      Catal. Comm.

      巻: 48 ページ: 5~10

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2013.10.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acrylic acid synthesis from lactic acid over hydroxyapatite catalysts with various cations and anions2014

    • 著者名/発表者名
      Matsuura, Y., Onda, A., Ogo, S., Yanagisawa, K.
    • 雑誌名

      Catal. Today

      巻: 226 ページ: 192~197

    • DOI

      10.1016/j.catcom.2014.01.009

    • 査読あり
  • [学会発表] 大型緑藻類からの硫酸化多糖のマイクロ波支援抽出2014

    • 著者名/発表者名
      椿俊太郎, 平岡雅規, 恩田歩武
    • 学会等名
      第8回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
    • 発表場所
      高知会館, 高知
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
  • [学会発表] A noble ceramics powder prepration technique in super heated water vapor2014

    • 著者名/発表者名
      Yanagisawa, K., Kozawa, T., Onda, A.
    • 学会等名
      The 4thInternational Solvothermal and Hydrothermal Association Conference
    • 発表場所
      Bordeaux, France
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-29
  • [学会発表] ハイドロキシアパタイト表面の酸塩基性評価2014

    • 著者名/発表者名
      恩田歩武,別宮恭平,松浦由美子,小河脩平,柳澤和道
    • 学会等名
      第24回無機リン化学討論会
    • 発表場所
      高知会館, 高知
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
  • [学会発表] Microwave-assisted hydrothermal hydrolysis of algal biomass2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubaki, S., Hiraoka, M., Onda, A., Ueda, T.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Green Chemistry, 2014)
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
  • [学会発表] Acrylic acid production from lactic acid by gas phase dehydration using hydroxyapatite catalysts2014

    • 著者名/発表者名
      Onda, A., Matsuura Y., Ogo, S., Yanagisawa, K.
    • 学会等名
      TOCAT 7
    • 発表場所
      京都テルサ, 京都
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-05
  • [図書] “Application of Hydrothermal Reactions to Biomass Conversions, Chapter 4: Production of Lactic acid from Sugars by Homogeneous and Heterogeneous Catalysts”, Ed. F. Jin2014

    • 著者名/発表者名
      Onda, A.
    • 総ページ数
      409 (26)
    • 出版者
      Springer

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi