バイオ燃料合成を目的とした金属・ナノカーボン複合触媒の低コスト合成法の開発

用于生物燃料合成的金属/纳米碳复合催化剂的低成本合成方法开发

• 批准号: 12F02074
• 负责人: 田門 肇
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02074/
• 关键词: ナノ材料; バイオデイーゼル; 触媒; カーボン; バイオ燃料; カーボンナノホーン; アーク放電

本研究は、ガス導入水中アーク法を用いて炭素と金属の複合材料を合成し、バイオディーゼル合成触媒合成触媒として使用できる触媒能力を付加することである。この研究は近年特に注目されているエネルギー問題に対応するものであり、化石燃料の使用を減少させるために貢献するものである。平成25年度は、Feナノ粒子分散カーボンナノホーンをガス導入水中アーク法によって合成し、その表面をスルポ化することより固体酸触媒とする実験を行った。結果として成功し、生成物の酸点の密度が極めて高い値になった。触媒の性能を付加するための焼成温度やFeの含有量などの生成条件も最適化し、触媒活性をさらに高めるための条件を探索した。バイオディーゼルを合成するためには遊離脂肪酸をエステル化する反応と、油脂(トリグリセリド)をエステル交換反応によって脂肪酸メチルエステルに変換する反応が必要である。バイオディーゼル合成実験を遊離脂肪酸(パルミチン酸)を用いて行ったところ、本研究で合成した触媒は特に遊離脂肪酸のエステル化を促進する効果が高いことが分かった。油脂のエステル交換反応についても実験を行ったが、遊離脂肪酸のエステル化反応と犀鞍すると低い反応性となった。油脂の分子量を変えてエステル交換反応をすると、反応性が比較的高い分子量が存在することがわかった。油脂と遊離脂肪酸を同時にバイオディーゼルに変換する実験も行った。結果として、遊離脂肪酸との反応がまず選択的に進み、その後に油脂のエステル交換反応が起こることが分かった。

は, this study ガ ス import water ア ー を ク method with い て carbon と metal の composites を synthetic し, バ イ オ デ ィ ー ゼ ル synthesis catalyst synthesis catalyst と し て use で き る catalytic ability を plus す る こ と で あ る. は こ の research in recent years, に attention さ れ て い る エ ネ ル ギ ー problem に 応 seaborne す る も の で あ の り, fossil fuels use を reduce さ せ る た め に contribution す る も の で あ る. 25 year は pp.47-53, Fe ナ ノ particles dispersed カ ー ボ ン ナ ノ ホ ー ン を ガ ス import water ア ー ク method に よ っ て synthetic し, そ の surface を ス ル ポ change す る こ と よ り solid acid catalyst と す る be 験 を line っ た. The result was that と て て was successful and the <s:1> acid spot <e:1> density of the product が was extremely めて high になった value になった. Catalytic performance を の plus す る た め の 焼 temperature や Fe の contain quantity な ど の optimal conditions generated も し, catalytic activity を さ ら に high め る た め を の conditions to explore し た. バ イ オ デ ィ ー ゼ ル を synthetic す る た め に は free fatty acids を エ ス テ ル change す る anti 応 と, grease (ト リ グ リ セ リ ド) を エ ス テ ル exchange the 応 に よ っ て fatty acids メ チ ル エ ス テ ル に variations in す る anti 応 が necessary で あ る. バ イ オ デ ィ ー ゼ ル synthesis be 験 を free fatty acids (パ ル ミ チ ン acid) を with い て line っ た と こ ろ, this study で synthetic し た catalyst は, に free fatty acids の エ ス テ ル を promoting す る unseen high が い こ と が points か っ た. Grease の エ ス テ ル exchange the 応 に つ い て も be 験 を line っ た が, free fatty acids の エ ス テ ル turn against 応 と rhinoceros saddle す る と low い anti 応 sex と な っ た. Grease の を molecular weight - え て エ ス テ ル exchange the 応 を す る と, anti 応 が comparison of high molecular weight い が す る こ と が わ か っ た. Oils and fats と free fatty acids を simultaneously にバ <s:1> ディ ゼ ゼ ゼ ゼ に に change する process った. Results と し て, free fatty acids と の anti 応 が ま ず sentaku に into み, そ の に after grease の エ ス テ ル exchange the 応 が up こ る こ と が points か っ た.

项目成果

One step synthesis of hybrid single-walled carbon nanohorns with metallic nanoparticles using arc disharge in water with nitrogen gas injection

氮气注入水中电弧放电一步合成金属纳米颗粒杂化单壁碳纳米角

• 发表时间: 2012
• 作者: C. Poonjarernsilp;N. Sano;T. Ishii;H. Tamon
• 通讯作者: H. Tamon

Application of sufonated single-walled carbon nanohorns as acid catalyst for biodiesel production

磺化单壁碳纳米角作为酸催化剂在生物柴油生产中的应用

• 发表时间: 2013
• 作者: Poonjarernsilp Chantamanee;Sano Noriaki;Tamon Hajime
• 通讯作者: Tamon Hajime

Acid-solid catalyzed esterification of palmitic acid by sulfonated single-wailed carbon nanohorn for biodiesel production

磺化单壁碳纳米角酸固催化棕榈酸酯化制备生物柴油

• 发表时间: 2013
• 作者: C. Poonjarernsilp;N. Sano;H. Tamon
• 通讯作者: H. Tamon

Single-step syntheses of SWCNHs dispersed with Pd and Pd-Ni alloy nanoparticles by arc-in-water with nitrogen gas injection

氮气注入水中电弧一步合成分散有 Pd 和 Pd-Ni 合金纳米粒子的 SWCNHs

• 发表时间: 2012
• 作者: C. Poonjarernsilp;N. Sano;T. Ishii;H. Tamon
• 通讯作者: H. Tamon

酸化鉄が分散したスルホン化カーボンナノホーンを触媒としたバイオディーゼルの生成

使用分散氧化铁作为催化剂的磺化碳纳米角生产生物柴油

• 发表时间: 2014
• 作者: Poonjarernsilp Chantamanee;佐野紀彰;田門 肇
• 通讯作者: 田門 肇