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

環境調和型化学プロセスの開発
教授

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 to develop chemical processes that are clean and friendly to our environment. In the supercriticalstate, both water and carbon dioxide can be made to mimic the properties of many organic liquids that provide
both performance and advantages and environmental benefits. With these solvents, our lab studies biomass conversion, material synthesis, waste recycling, synthetic chemistry, polymer processing and separation processes.

准教授

渡邊助教

賢

Associate Professor

Masaru Watanabe

相田秘書

卓

Assistant Professor

Taku Aida

大友 麻子
Secretary

Asako Otomo

太陽エネルギーにより、年間950億トンの炭素循環が可能

臨界CO2の物性を操作し、選択的に構成成分の抽出・分となる。このエネルギーのうちわずか10％を利用するだけで、離を行うものである。イオン液体は有機溶媒と比較すると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。

蒸気圧が極めて低いため大気への飛散がなく、環境調和型

水と二酸化炭素、特にそれらの超臨界状態を利用することで、のプロセスとして期待される。

環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

水と二酸化炭素は、超臨界状態において有機溶媒に近ステムおよび化学プロセスの開発に関して研究を進めていい性質を持ち、操作性と環境調和性の双方に優れた溶媒る。大部分の研究は超臨界流体、特に超臨界二酸化炭素となる（Fig.2）。化学プロセスの例としてバイオマス分解、と超臨界水の特長を利用するものである。他の研究として材料合成、廃棄物リサイクル、合成化学、高分子加工がある。

高温高圧水中でのバイオマス・プラスチック・炭化水素・我々が現在検討しているプロセスの一つに、エタノール重質油の改質反応、水熱合成による無機複合酸化物微粒発酵において重要となるバイオマス成分（セルロース，ヘミ子の合成、ハイドレート形成を利用した効率的水素貯蔵シセルロース，リグニン）の分画がある。これはイオン液体中ステムがある。これらの研究は、世界中の大学等との共同にバイオマスを溶解させ、温度・圧力を操作することで超研究としても行っている。

Learn!

Teach!

2009 年度の活動

Fig.1

Development of Sustainable Products and Systems.

1）Phase Equilibrium Measurements of Hydrogen-Tetrahy-合物分離の研究テーマで資金を獲得し、超臨界技術に関drofuran and Hydrogen-Cyclopentane Binary Clathrate

わるテーマで複数の日本の会社、また海外の会社とも共Hydrate Systems［Journal of Chemical and Engineering

同研究中。今年度は国際学会の基調講演2件、オーラル

Data,（2010）, ArticleASAP（online）］Hiroyuki Komatsu, Hi-及びポスター発表4件、化学工学会の口頭発表6件、学roki Yoshioka, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Masaru Wata2）
Sulfated zirconia as a solid acid catalyst for the dehydration

中良三氏が来訪した。また10月にはAlberta 大学 John M.

of fructose to 5-hydroxymethylfurfural［Catalysis Commu-Shaw 教授（Aeri Industrial Research Chair in Petroleum

nications,（2009）, 10（13）, 1771-1775.］Xinhua Qi, Masaru3）
Heavy Oil Upgrading in the Presence of High Density Wa-教授（Faculty of Food Science & Technology）ら、12月に

ter：Basic Study［The Journal of Supercritical Fluids,（2009）,はMines D ’Albi 大学のRadu Barna 教授など海外の著名

Article In Press］Masaru Watanabe, Shin-nosuke Kato,

基調講演

Separation process of biomass
with supercritical CO2 and ionic liquid

Watanabe, Taku M. Aida, Richard L. Smith, Jr.

科長 Mohd. YazidManap 教授および Suhaila Mohamed

な研究者も多く来訪した。

Fig.3

nabe, Richard L. Smith, Jr. and Cor J. Peters.

課、木原秀元氏を始めとする4名が、また英国大使館の田Thermodynamics）が、また、Putra Malaysia 大学から学

Solubility parameters of water and carbon dioxide as a function of temperatureand pressure

論文

バイオマス分解や、超臨界 CO2 -イオン液体を用いた化術論文は18報投稿した。5月には経済産業省の研究開発

Fig.2

Goal!

Satoshi Ishizeki, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith, Jr.
4）
Depolymerization of sodium alginate under hydrothermal conditions［Carbohydrate Polymers,（2009）, Article in Press.］Taku M.

1）Richard L. Smith, Jr.：
『Water under hydrothermal,Aida, Takuji Yamagata, Masaru Watanabe, Richard L. Smith, Jr.

supercritical, and high pressure conditions as key to5）
Rapid separation of shikimic acid from Chinese star anise（Illicium

developing green processes and new technologies』

verum Hook. f.）with hot water extraction［Separation and Purifi-： 2nd ISASWR・LCE, Sanya, China（2009.12）［他1件］

cation Technology,（2009）69（1）, 102-108.］Hiroki Ohira, Naota
Torii, Taku M. Aida, Masaru Watanabe, Richard L. Smith, Jr.

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Coexistence Activity Report 2009

アクティビティレポート 200939