資源循環プロセス学講座

Sustainable Recycle Process

環境グリーンプロセス学分野

Environmental Green Process Study
助教

准教授

渡邊

環境調和型化学プロセスの開発

賢

Associate Professor

Masaru Watanabe
教授

相田卓

Assistant Professor

Taku Aida

秘書大友 麻子

吉田 恵美

Secretary

Secretary

Asako Otomo

Emi Yoshida

スミス・リチャード

Professor

Green Process Development

Smith Richard Lee Jr.

Solar energy provides all the energy that Society needs for sustainable living. Water and Carbon dioxide can be used todevelop chemical processes that are clean and friendly to our environment. In the supercritical state, both water and carbon
dioxide can be made to mimic the properties of many organic liquids that provide both performance and advantages andenvironmental benefits. With these solvents, our lab studies biomass conversion, material synthesis, waste recycling, synthetic
chemistry, polymer processing and separation processes.

太陽エネルギーにより、年間950億トンの炭素循環が可能温度・圧力を操作することで超臨界CO2の物性を操作し、選択となる。このエネルギーのうちわずか10％を利用するだけで、的に構成成分の抽出・分離を行うものである。イオン液体は有人類は自然と調和した持続可能な生活を送ることができる。水

機溶媒と比較すると蒸気圧が極めて低いため大気への飛散がなと二酸化炭素、特にそれらの超臨界状態を利用することで、環く、環境調和型のプロセスとして期待される。

境にやさしい新規化学プロセスが構築できる (Fig.1)。

当研究室では、主に環境調和型の溶媒を用いた化学システ

水と二酸化炭素は、超臨界状態において有機溶媒に近いムおよび化学プロセスの開発に関して研究を進めている。大部性質を持ち、操作性と環境調和性の双方に優れた溶媒となる分の研究は超臨界流体、特に超臨界二酸化炭素と超臨界水の特(Fig.2)。化学プロセスの例としてバイオマス分解、材料合成、長を利用するものである。他の研究として高温高圧水中でのバ廃棄物リサイクル、合成化学、高分子加工がある。我々が現在イオマス・プラスチック・炭化水素・重質油の改質反応、水熱検討しているプロセスの一つに、エタノール発酵において重要合成による無機複合酸化物微粒子の合成、ハイドレート形成をとなるバイオマス成分(セルロース，ヘミセルロース，リグニン)利用した効率的水素貯蔵システムがある。これらの研究は、世の分画がある。これはイオン液体中にバイオマスを溶解させ、界中の大学等との共同研究としても行っている。

Learn!

Teach!
論文

超臨界水を用いたバイオマスの選択的分解やイオン液体、超1)Eﬃcient one-pot production of 5-hydroxymethylfurfural

臨界CO2、イオン交換樹脂を用いた変換反応、分離プロセスのfrom inulin in ionic liquids [Green Chemistry, (2010),

研究テーマで資金を獲得し、超臨界技術に関わるテーマで複数12(10), 1855-1860.] Xinhua Qi, Masaru Watanabe,

講演4件、化学工学会の口頭発表7件、学術論文は13報受理さDevelopment of Sustainable Products and Systems.

Goal!

2010年度の活動の日本の会社と共同研究を行っている。今年度は国際学会基調

Fig.1

秘書

Taku. M. Aida, Richard L. Smith, Jr.
2)Reaction kinetics of d-xylose in sub- and supercritical

れている。

water [Journal of Supercritical Fluids, (2010), 55(1),【来訪/講演】

208-216.] Taku M. Aida, Naohiro Shiraishi, Masaki

6月 アメリカ・ヴァージニア大学、John P. O Ｃonnell教授
講演会：『Fluctuation Solution Theory: Some of theOld and Some of the New』
10 〜12月

マ レ ー シ ア・ プ ト ラ マ レ ー シ ア 大 学 のMd.

Zaidul Islam Sarker氏滞在（JSPS短期招へい研究員）

Kubo, Masaru Watanabe, Richard L. Smith, Jr.
3)Continuous synthesis of Zn2SiO4:Mn2+ fine particles
in supercritical water at temperatures of 400-500℃ andpressures of 30-35 MPa [Journal of Supercritical Fluids,(2010), 54(2), 266-271.] Kazuaki Shibuki, Masafumi
Takesue, Taku M. Aida, Masaru Watanabe, Hiromichi

基調講演

tetrahydrofuran and hydrogen-cyclopentane binaryof fluid mixtures as the basis for developing greenclathrate hydrate systems [Journal of Chemical andchemical processes』： PPEPPD, Suzhou, Jiangsu,

Engineering Data, (2010), 55(6), 2214-2218.]

China(2010.5)

Hiroyuki Komatsu, Hiroki Yoshioka, Masaki Ota,

supercritical fluids: properties, materials, separation
Fig. 3 Separation process of biomass withsupercritical CO2 and ionic liquid.

4)P h a s e e q u i l i b r i u m m e a s u r e m e n t s o f h y d r o g e n -1）Richard L. Smith, Jr.：『Properties and phase equilibria

2）Richard L. Smith, Jr. ：『Green processes withFig. 2 Solubility parameters of water and carbon dioxide as a function oftemperature and pressure.

Hayashi, Richard L. Smith, Jr.

Yoshiyuki Sato, Masaru Watanabe, Richard L. Smith, Jr.,Cor J. Petersand energy』： 9th Conference on Supercritical Fluids5)Heavy oil upgrading in the presence of high density

and Their Applications, Sorrento, Napoli, Italy(2010.9)

water: Basic study [Journal of Supercritical Fluids, (2010),[他2件]

53(1-3), 48-52.] Masaru Watanabe, Shinnosuke Kato,
Satoshi Ishizeki, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith, Jr.

040Coexistence Activity Report 2010

Coexistence Activity Report 2010041