木材などバイオマスの液化手法と液化物の活用手法の開発に関する研究

木材などバイオマスの液化についえ筆者らは、これまでも大いに検討してきた。そこでは、触媒に硫酸を用い、150℃での処理により液化を行ってきている。液化の現象と共に、分子オーダーでの液化機構の解明も進めた。その上で、本研究では、まず、より緩やかな条件で木材液化を進められないかという観点から、150℃以下の温度での液化と硫酸より弱い酸と触媒とする液化を検討した。前者については、水を10%、20%といったレベルで共存させることにより、120℃での木材のフェノール液化が十分進むとくことを見出し、水がない場合とある場合との対比を含めて液化機構の解明を進め、両者ともイオン機構で進み、水のある場合には加水分解とフェノリシスが、ない場合にはフェノリシスが重要な役割を果たすことを明らかにした。他方、ポリリン酸、リン酸を触媒とする液化について、従来の硫酸を用いるそれとの比較で検討し、金属装置の酸腐食の問題を回避する液化法の確立を図った。他方で、より緩やかな条件で、より優れた使いやすいバイオマス液化物を得るという観点から、木材以外のデンプンや小麦粉といった異なったバイオマスの液化を、上記のより緩やかな液化条件で広く検討し、見るべき多くの知見を得た。特に液化物の物性的に、低粘度で、しかも、反応による賦形性に優れたものなど、これまでにはない樹脂材料化に有効な特徴を見出すことができた。これらの知見を元に、次年度では樹脂化など液化物の活用手法の開発を中心に研究を進める予定である。

木材などバイオマスの液化についえ筆者らは、これまでも大いに検討してきた。そこでは、触媒に硫酸を用い、150℃での処理により液化を行ってきている。液化の現象と共に、分子オーダーでの液化機構の解明も進めた。その上で、本研究では、まず、より緩やかな条件で木材液化を進められないかという観点から、150℃以下の温度での液化と硫酸より弱い酸と触媒とする液化を検討した。前者については、水を10%、20%といったレベルで共存させることにより、120℃での木材のフェノール液化が十分進むとくことを見出し、水がない場合とある場合との対比を含めて液化機構の解明を進め、両者ともイオン機構で進み、水のある場合には加水分解とフェノリシスが、ない場合にはフェノリシスが重要な役割を果たすことを明らかにした。他方、ポリリン酸、リン酸を触媒とする液化について、従来の硫酸を用いるそれとの比較で検討し、金属装置の酸腐食の問題を回避する液化法の確立を図った。他方で、より緩やかな条件で、より優れた使いやすいバイオマス液化物を得るという観点から、木材以外のデンプンや小麦粉といった異なったバイオマスの液化を、上記のより緩やかな液化条件で広く検討し、見るべき多くの知見を得た。特に液化物の物性的に、低粘度で、しかも、反応による賦形性に優れたものなど、これまでにはない樹脂材料化に有効な特徴を見出すことができた。これらの知見を元に、次年度では樹脂化など液化物の活用手法の開発を中心に研究を進める予定である。