34遠藤太佳嗣25Takatsugu ENDO鈴木 祐麻26Tasuma SUZUKIイオン液体を用いたセルロース前処理における、高非晶化と低コスト化の同時実現(2016採択)Novel cellulose pretreatment process using ionic liquid that achieves cost reduction and improved efficiency simultaneousl(Project 2016)二酸化チタン(アナターゼ)が重金属の土壌中挙動に及ぼす重要性の実証、およびこの自然現象を活用した革新的土壌浄化プロセスの開発(2016採択)Quantitative evaluation of the role of anatase in the behavior of heavy metals in soils and development of a novel soil remediation technology (Project 2016)旭硝子財団 助成研究成果報告(2018)地球上で最も豊富に存在する生体高分子であるセルロースの高度利用は,持続可能な社会に向けて急務と言える.そのためには,セルロースの極めて低い化学反応性を改善する必要があり,イオン液体前処理は,高効率かつ環境に優しい前処理方法として,近年注目されている.しかしその最大の問題は,イオン液体が高価なことである.そこで本研究では,前処理に用いるイオン液体量を大幅に削減しながら,かつ同時により高効率な前処理方法の確立を目指した.その結果,室温混合という,温和かつ最も簡便な条件で,従来よりも用いるイオン液体量を1/6に削減すると同時に,従来よりも1.6倍の反応性改善を達成することに成功した.更にこのプロセスは,バイオマス(バガス)にも拡張することが可能であった.Cellulose is the most abundant biopolymer on Earth. Its advanced utilization is highly important in terms of realizing a sustainably society. The problem is extremely low chemical reactivity of cellulose, and several pretreatment processes to deconstruct recalcitrant crystalline structure of cellulose have been proposed. Ionic liquid (IL) pretreatment is a promising candidate due to its high efficiency and environmentally friendly nature. However, the high cost of ILs themselves limits their use. In this re-search, a novel IL pretreatment process that enables reduction of IL usage and increase pretreatment efficiency has been proposed. With this process, 6 times smaller amount of IL usage produces cellulose with 1.6 times higher reactivity than the conventional condition. This process has been also successfully applied to bagasse as biomass.鉛あるいはヒ素による土壌汚染は我が国における重要な環境問題である.本研究の目的は,二酸化チタン表面における鉛の選択的析出現象の重要性を評価し,この自然現象を生かした磁力選別による土壌浄化処理技術の開発を目指した.バッチ収着実験を行った結果,アナターゼはデキシー産カオリナイトより鉛収着能力が高いことが分かった.またXANES分析を行った結果,アナターゼ表面に析出した鉛沈殿物は水酸化物であることが示唆された.さらに,逐次抽出法によりアナターゼに収着した鉛の割合を求めた結果,736 mg Pb/kg のカオリナイトの場合は少なくとも32%の鉛が,そして1,958 mg Pb/kgのカオリナイトの場合は少なくとも42%の鉛がアナターゼに収着していることが分かった.しかし,アナターゼが有する磁性を利用した磁力選別による土壌洗浄技術の確立には至らなかった.Soil contamination by lead (Pb) is a prevalent environmental issue worldwide. During TEM-EDS (transmis-sion electron microscopy coupled with an X-ray energy dispersive spectrometer) analysis of Dixie clay artifi-cially contaminated with Pb(II), we observed that Pb(II) was preferentially sorbed and precipitated on the surface of Ti compounds. To deepen the understanding of the mechanism and importance of this phenome-non, batch sorption experiments, XANES (X-ray absorption near edge spectroscopy) analysis, and sequential extraction analysis were performed. The Ti compound in Dixie clay was found to be anatase, and anatase showed a higher Pb(II) sorption propensity than Dixie clay. XANES analyses indicated that the precipitate preferentially formed on anatase was Pb(II) hydroxide. Additionally, sequential extraction analysis using the
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