| 研究課題/領域番号 |
25810109
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
北岡 賢 近畿大学, 工学部, 講師 (50457602)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | イオン液体 / グリーンケミストリー / エネルギー効率化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、シリカに強酸イオン液体を化学的に固定化した強酸イオン液体－シリカハイブリッドを用い、廃材に含まれるセルロースを原料として、次世代エネルギー（フラン化合物）を生産する手法を開発するものである。25年度に、強酸イオン液体―シリカハイブリッドの開発と、作成したイオン液体－シリカハイブリッドの酸触媒能評価、ならびに各種溶媒中での安定性の評価まで評価できている。当該年度は、強酸イオン液体－シリカハイブリッドをセルロースの次世代エネルギー変換への展開を開始した。具体的には、抽出溶媒にハイブリッド触媒とセルロースを懸濁した状態で反応を行い、同時に生成する生成物を溶媒中に抽出した。抽出溶媒には生成物（フラン化合物：HMF）を溶解しやすい1,2-ジクロロエタン、酢酸エチル、クロロホルム、THFなどを使用し、最適な反応条件を探索した。物理吸着型は一回目の反応は良好に行えるが、二回目以降、抽出溶媒中にイオン液体が流出し、反応が振興しないことが明らかとなった。一方、共有結合型は、再利用してもほとんど収率が低下せず、繰り返し利用できることが明らかとなった。また、添加物として、塩化アルミニウムの添加効果も調査した。塩化アルミニウムの添加は、セルロースが加水分解して得られるグルコースからフルクトースへの変換を促進する働きがある。SiO2-SO3Hに対して塩化アルミニウムを添加すると、HMFの収率は1.5倍に増加するが、酸性イオン液体-シリカハイブリッドの場合、ほとんど収率は変化しないことがわかった。イオン液体の水分により塩化アルミニウムが分解している可能性があると考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当該年度は、強酸イオン液体－シリカハイブリッドをセルロースの次世代エネルギー変換への展開を行った。酸性イオン液体-シリカハイブリッドとしては、25年度に合成した物理吸着型のものと共有結合型のものを用いた。物理吸着型のものを使用すると、抽出溶媒に酸性イオン液体が流出していき、繰り返し利用ができなかったが、共有結合型であれば、抽出溶媒への流出はなく、良好に再利用できることを確認しており、概ね当初の計画通り研究は進行していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度までに強酸イオン液体－シリカハイブリッドを２種類作成して、セルロースの次世代エネルギー変換へ展開している。既に、共有結合型を用いると、セルロースのHMFへの変換反応において、ハイブリッド触媒を良好に再利用できることがわかっている。今後は、酸性イオン液体－シリカハイブリッドを用いた反応をより効果的に進めるため、最適な反応条件の検討を行う予定である。最終的には、廃材を活用した次世代エネルギー変換を行う計画である。
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