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セルロースの熱分解反応制御による有用ケミカルス生産

通过控制纤维素的热分解反应生产有用的化学品

基本信息

批准号：
20J12367
负责人：
野村高志
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地球温暖化等の環境問題や化石資源の枯渇によるエネルギー及びケミカルス源の確保が困難になる将来を見据えると、木材に代表される再生産可能なセルロース系バイオマス資源の変換によるケミカルス生産は重要な意義を持つ。熱分解は化学的・物理的に安定なバイオマス資源を効率的に分解できる手法であり、2020年度の検討において赤外線加熱を用いたセルロースの急速熱分解がプラスチックや医薬品の原料となるレボグルコサンの生産に有用であることを見い出した。2021年度ではこのような背景から、セルロースの赤外線加熱の特徴について更に検討し、分解メカニズムについて明らかにする検討を行った。具体的な検討として高速カメラを用いた赤外線照射中のセルロース熱分解挙動の直接的な観察を行った。その結果、電熱炉等を用いた加熱とは異なる赤外線照射特有の熱分解挙動が観察された。具体的には、薄いシート状のセルロース試料では、反応初期において赤外線を吸収しやすい着色物質が生成し、その部分が赤外線をより吸収し易いため高温となり、その部分を中心として同心円状に熱分解が進行することが分かった。一方、粉末セルロースを容器に入れてある程度厚みをもたせた場合では表面の極一部において熱分解物の液滴が生じ、厚さ方向へ順次分解が進行することが分かった。これは通常の伝熱による加熱では認められない赤外線加熱に独自の特徴であり、赤外線加熱ではセルロースの試料量によらず一定の収率でレボグルコサンを得られる。これはセルロース系バイオマス資源の変換における重要な知見であり、多量のセルロース系バイオマス資源を一度に処理できるという点で工業的似も意義のある発見である。このような成果については学会において発表している。

Environmental problems such as global warming and the difficulty of ensuring the dryness of fossil resources and the source of fossil resources are difficult to prove in the future.と, wood represents the possibility of reproducing the wood and the importance of the production of wood resources and the importance of maintaining it. Thermal decomposition, chemical and physical stability, resource efficiency, decomposition technique, 2020 annual infrared heatingいたセルロースの Rapid Thermal Decomposition がプラスチックや Medical 薬品のhara Materials and materials are used for production and production. 2021 ではこのようなBackgroundから、セルロースの特徴について update に検question し, decompose メカニズムについて明らかにする検question を行った. The specific analysis of the high-speed radioactive materials is the direct analysis of the thermal decomposition of the infrared ray irradiation. As a result, it can be heated using an electric furnace, etc., and the thermal decomposition unique to infrared ray irradiation can be used to heat the product. The specific test material is thin and thin, and the test material is in the shape of a thin film. Part of the infrared radiation is absorbed by the high temperature, and the part of the infrared radiation is absorbed by the central part of the concentric ring-shaped thermal decomposition. One side, the powder container is as thick as it can be, and the surface is as thick as it can be. The thermal decomposition products are divided into liquid droplets and decomposed sequentially in the thickness direction.これは usually の伝热によるheat では cognize められないred external ray heating に unique の特徴であり, red External heating can produce a certain amount of sample with a certain yield and a high yield.これはセルロース Department of バイオマス Resource の変change におけるimportant な知见であり, a large amount of のセルローThe スバイオマス resource を once に handles the できるというでindustrial siもmeaning のある発见である.このような Results についてはlearn において発 table している.