2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of microwave-susceptible solid acid catalyst and its application to biomass conversion reaction
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15K18814
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
椿 俊太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (90595878)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 固体酸触媒 / ポリオキソメタレート / マイクロ波 / バイオマス / 加水分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ波によって応答性の高い固体酸触媒を作製し、バイオマスの加水分解への応用を検討した。前年度の研究で、ポリオキソメタレート錯体を担持した活性炭触媒がマイクロ波照射下において加水分解活性が高いことを見出した。一方、ポリオキソメタレート錯体水溶液のマイクロ波応答性（複素誘電率）を測定したところ、ポリオキソメタレート錯体の濃度に依存して1GHz以下の周波数の低い帯域においてマイクロ波応答性が高まることを見出した。これは、ポリオキソメタレート錯体のイオン伝導によってマイクロ波の損失が生じたものと考えられた。一方、周波数帯域が高くなるにつれてポリオキソメタレート錯体の水溶液のマイクロ波応答性は、溶媒の水とほとんど差が見られなくなった。すなわち、一般にマイクロ波装置に用いられる2.45GHzではポリオキソメタレート錯体に選択的にエネルギーを与えることはできない可能性が示唆された。ポリオキソメタレート錯体のマイクロ波応答性のカチオン依存性およびアニオン依存性を調べたところ、カチオンに依存してマイクロ波応答性が変化し、特にプロトン型の場合において最もが高いマイクロ波吸収能を示した。アレニウスプロットから、活性化エネルギーが約15KJ/mol以下であり、この過程がプロトンリレーによるものであることが示唆された。そこで、マイクロ波周波数への依存性を検討するために、導波管型のシングルモードマイクロ波照射装置を用いた、2.45GHzのほか、915MHzや5.8GHzの周波数を照射下でポリオキソメタレートを介した触媒反応を複数の溶媒の存在下で行った。特に、イオン伝導性を有するイオン液体を溶媒として用いた場合において、低周波数側の915MHｚで顕著な糖の分解活性が得られることを見出した。
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[Presentation] マイクロ波とナノ界面との相互作用による加熱原理2016
Author(s)
米谷 真人, 岸本 史直, 佐藤 友香, A. Buyanin, 筑紫 洋平, 間中 孝彰, 岩本 光, M. Salmeron, 椿 俊太郎, 和田 雄二
Organizer
第10回日本電磁波エネルギー応用学会シンポジウム
Place of Presentation
東北大学
Year and Date
2016-10-14
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