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過熱水蒸気を用いた木質系バイオマスからの有用化成品合成

使用过热蒸汽从木质生物质合成有用的化学产品

基本信息

批准号：
26889055
负责人：
本田正義
金额：
$ 0.92万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-08-29 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26889055/
关键词：
過熱水蒸気レボグルコサンセルロースナトリウム

项目摘要

本研究では過熱水蒸気を用いてセルロースを分解し、高収率でレボグルコサンを生成するプロセスの開発と反応機構の解明を行った。セルロース250mgを用いて反応条件（過熱水蒸気送液速度、反応温度、反応時間）を変えて試験を行ったところ、過熱水蒸気流通速度0.5ml/min、300℃、1時間においてTOC収率88%、レボグルコサン収率41%を達成した。一方で経時変化をとっても、グルコースはほとんど生成せず、レボグルコサン収率は常にTOC収率の約半分であった。このことからセルロース中のグルコース2分子につき1分子がレボグルコサンになり、もう1分子が分解して水溶液中に溶解する反応機構が考えられる。また製造方法の異なるセルロースを基質に用いたところ、レボグルコサン収率がほぼ0%になる種類が認められた。この原因としてリグノセルロースからセルロースを分離する際のアルカリ蒸解によってアルカリ金属が含まれていることが挙げられる。レボグルコサン収率41%を達成したセルロースにナトリウムを添加して反応試験を行ったところ、わずか0.1wt%のナトリウムが含まれるだけでもレボグルコサン収率がほぼ0%まで低下した。この際、一酸化炭素と二酸化炭素のガス収率と固体残渣量が増加したことから、ナトリウムはC-C結合やC-O結合を切断する触媒として機能していると考えられる。さらに塩酸処理によってナトリウムを除去したところ、レボグルコサン収率が40%程度に回復した。

This study aims to clarify the development of the reaction mechanism in the process of superheated water evaporation. The reaction conditions (superheated water vapor feed rate, reaction temperature, reaction time) were changed from 250mg to 250mg. The reaction conditions were: superheated water vapor flow rate of 0.5 ml/min, 300℃, 1 time, TOC recovery rate of 88%, and TOC recovery rate of 41%. A party changes its time and place, and its time and place changes. In this case, the reaction mechanism of 2 molecules and 1 molecule dissolved in aqueous solution is examined. The production method is different from that of the substrate. The production rate is 0% and the type is different. The reason for this is that it is difficult to separate the elements from each other and to separate them from each other. The percentage of total revenue reached 41% and the percentage of total revenue reached 0.1% respectively. In this case, the carbon recovery rate and solid residue amount of primary and secondary acidified carbon increased, and the catalyst function increased. In addition, the recovery rate of acid treatment was reduced to 40%.