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【論文掲載】日本エネルギー学会誌に論文が掲載されました

 弊社 代表の白井が執筆した論文が「日本エネルギー学会誌」に掲載されましたのでお知らせします。

日本エネルギー学会誌
Vol. 93 (2014) No. 6 p. 548-554

Liquefaction of Lignocellulosic Biomass in Protonic Solvents

Hisakazu SHIRAI, Hirokazu ARIGA, Eika Weihua QIAN

【要約】
The liquefactions of cellulose, rice straw, and red pine were conducted in a batch reaction system in the presence of solid catalysts and several protonic solvents, such as methanol and ethylene glycol. In the solvolysis of cellulose in methanol, methyl-glucopyranosides were the main products formed via the addition of H+ and OCH3– in the presence of a solid catalyst. The decomposition rates of cellulose in various solvents decreased in the order of water › methanol › ethylene glycol › 1-butanol. This may suggest that the solvents with large self-dissociation constant (KSH) enhance the solvolysis of cellulose. In addition, the pore structure and acidity of a solid acid catalyst and type of lignocellulosic biomass also affected the solvolysis. The maximum liquefaction rates of rice straw and red pine in ethylene glycol using a sulfated zirconia catalyst at 453 K for 6 h were ca. 78.7% and 97.5%, respectively.

水と比較して,リグノセルロース系バイオマスの液化において有機溶媒を用いる利点は,生成物のエネルギー密度を増加させ,高付加価値の含酸素化合物を選択的に製造できることにある。セルロースや稲わら,赤 松の液化を固体 触 媒とメタノールやエチレングリコールのようなプロトン供与性溶媒の存在下で,バッチ式反応器オートクレーブを用いて行った。メタノールにおけるセルロースの液化において,主な生成物であるメチルグルコピラノシドは固体触媒存在下で H+とOCH3–の付加経由で形成された。様々な溶媒でのセルロースの液化率は水 > メタノール > エチレングリコール >1-ブタノールの順で減少した。これは大きな自己解離定数(KSH)をもつ溶媒は,セルロールの液化分解を促進することを示唆した。また,固体酸触媒の細孔構造や酸量およびリグノセルロース系バイオマスの種類もバイオマスの液化反応に影響を与える。反応温度453 K,反応時間 6 hで,溶媒にエチレングリコール,触媒に硫酸化ジルコニアを用いた場合,稲わらと赤松の最大の液化率は,それぞれおよそ 78.7%と97.5%であった。

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