顔写真

イノマタ ヒロシ
猪股 宏
Hiroshi Inomata
所属
未来科学技術共同研究センター 開発研究部 超臨界ナノ材料技術の社会実装
職名
特任教授(研究)
学位
  • 工学博士(東北大学)

経歴 6

  • 2022年4月 ~ 継続中
    東北大学 未来科学技術共同研究センター 特任教授

  • 1997年4月 ~ 2022年3月
    東北大学 大学院工学研究科 教授

  • 1993年4月 ~ 1997年3月
    東北大学 工学部 化学・バイオ工学科 助教授

  • 1994年1月 ~ 1994年10月
    サウスカロライナ大学 プリンストン大学 工学部化学工学科 客員研究員

  • 1989年5月 ~ 1992年3月
    東北大学 工学部 化学・バイオ工学科 講師

  • 1984年4月 ~ 1989年4月
    東北大学 工学部 化学・バイオ工学科 助手

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学歴 3

  • 東北大学 大学院工学研究科博士課程後期課程 材料化学専攻

    1981年4月 ~ 1986年1月

  • 東北大学 大学院工学研究科博士課程前期課程 材料化学専攻

    1979年4月 ~ 1981年3月

  • 東北大学 工学部 化学工学科

    1975年4月 ~ 1979年3月

委員歴 40

  • 一財)青葉工学振興会 評議員

    2023年6月 ~ 継続中

  • 日本技術者教育認証機構 業務執行理事 国際委員会委員長

    2021年5月 ~ 継続中

  • (公財)地球環境産業技術研究機構 RITE 先進的二酸化炭素固体吸収材実用化研究開発事業 研究推進委員

    2015年9月 ~ 継続中

  • 日本工学技術者教育認証機構 化学関連分野審査員

    2007年4月 ~ 継続中

  • 学術雑誌 Fluid Phase Equilibria 編集委員

    2007年1月 ~ 継続中

  • 青葉工学振興会 常務理事

    2015年4月 ~ 2023年6月

  • 新化学技術推進協会 GSC賞グループ委員会委員

    2011年4月 ~ 2022年12月

  • 化学工学会 理事・副会長

    2020年5月 ~ 2022年4月

  • 化学工学会 資格制度委員会 委員長

    2018年4月 ~ 2022年3月

  • (国研)新エネルギー・産業技術総合開発機構 ピアレビューアー

    2003年4月 ~ 2022年3月

  • 独)大学改革支援・学位授与機構 国立大学教育研究評価委員会専門委員

    2020年2月 ~ 2021年3月

  • 国研)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO) プロジェクト採択委員会 審査委員

    2019年4月 ~ 2021年3月

  • 日本学術振興会 特別研究員審査会委員

    2017年4月 ~ 2019年3月

  • 化学工学会 資格制度委員会 化学工学技士基礎委員長

    2011年4月 ~ 2018年3月

  • 化学工学会 理事(戦略企画センター長)

    2014年4月 ~ 2016年4月

  • 7大学安全管理連絡協議会 委員

    2008年4月 ~ 2016年3月

  • 青葉工学振興会 理事

    2010年4月 ~ 2015年3月

  • Japan Unversity Accreditation Association Evaluator

    2006年4月 ~ 2013年3月

  • 大学基準協会 専門評価分科会委員

    2006年4月 ~ 2013年3月

  • 化学工学会 資格制度委員会 化学工学修習士委員会 委員長

    2005年11月 ~ 2011年3月

  • (財)化学技術戦略推進機構 GSC賞グループ委員

    2005年4月 ~ 2011年3月

  • Japan Society for the Promotion of Science 国際事業委員会 書面審査員

    2007年4月 ~ 2009年3月

  • 日本学術振興会 国際事業委員会 書面審査員

    2007年4月 ~ 2009年3月

  • 化学工学会 庶務理事

    2007年4月 ~ 2009年3月

  • Japan Society for the Promotion of Science 特別研究員等審査会専門委員

    2006年4月 ~ 2008年3月

  • 化学工学会人材育成センター高等教育委員会 副委員長

    2005年4月 ~ 2007年3月

  • FLUID PHASE EQUILIBRIA 専門学術雑誌編集 EDITOR

    2003年1月 ~ 2006年12月

  • FLUID PHASE EQUILIBRIA 専門学術雑誌編集 エディター

    2003年1月 ~ 2006年12月

  • 文部科学省 大学設置・学校法人審議会専門委員(大学設置分科会)

    2005年8月 ~ 2006年3月

  • 化学工学会人材育成センター高等教育委員会 副委員長

    2005年4月 ~ 2006年3月

  • (独)科学技術振興機構 科学振興調整費評価ワーキンググループ員

    2005年4月 ~ 2006年3月

  • (独)科学技術振興機構 科学振興調整費評価ワーキンググループ員

    2005年4月 ~ 2006年3月

  • 石油活性化センター E3実証研究評価小委員会委員

    2005年1月 ~ 2006年3月

  • 石油活性化センター E3実証研究評価小委員会委員

    2005年1月 ~ 2006年3月

  • 化学工学会学会誌編集委員会 副委員長

    2003年4月 ~ 2005年3月

  • 化学工学会学会誌編集委員会 副委員長

    2003年4月 ~ 2005年3月

  • 化学工学会論文誌編集委員 EDITOR

    2001年4月 ~ 2003年3月

  • 化学工学会論文誌編集委員 編集委員

    2001年4月 ~ 2003年3月

  • 化学工学会学会誌編集委員会 編集委員

    1997年4月 ~ 2001年3月

  • 化学工学会学会誌編集委員会 編集委員

    1997年4月 ~ 2001年3月

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所属学協会 9

  • 日本食品科学工学会

  • 石油学会

  • 分離技術会

  • 化学工学会

  • AICHE

    1987年3月 ~ 2019年3月

  • 日本工学アカデミー

  • 高分子学会

  • プラスチック成形加工学会

  • 日本化学会

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研究キーワード 6

  • 状態方程式

  • 分子動力学シミュレーション

  • 超臨界抽出/分離工学

  • 熱力学

  • 高圧流体物性

  • 超臨界流体の溶媒特性

研究分野 4

  • ライフサイエンス / 環境、天然医薬資源学 /

  • 環境・農学 / 環境負荷低減技術、保全修復技術 /

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学 /

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 移動現象、単位操作 /

受賞 12

  1. 優秀論文賞(化学工学論文集)

    2022年3月 化学工学会 二酸化炭素–エタノール–ホップエキス系における高圧気液平衡比測定と相関

  2. 論文賞

    2021年3月 石油学会 フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析による重質油成分のコア 構造解析

  3. 功労賞

    2020年6月 分離技術会 長年にわたる分離技術会への貢献

  4. 国際会議ベストポスター賞

    2013年11月 The 4th ASIA-OCEANIA Conference on Green and Sustainable Chemistry (AOC-4 GSC)

  5. 化学工学会技術賞

    2013年3月18日 (公益社団法人)化学工学会 超臨界CO2を用いたエアフィルター再生技術の実用化

  6. 化学工学会研究賞

    2013年3月18日 (公益社団法人)化学工学会 マクロおよびミクロ物性に基づく機能性材料合成および分離プロセス開発

  7. 国際会議ポスター賞

    2009年8月 大会実行委員会 The 4th International Conference on Green and Sustainable Chemistry & the 2nd Asian-Oceanian Conference on Green and Sustainable Chemistry Monomer Recovery from Polycarbonate(PC) with High Temperature Dense Steam

  8. 平成21年度科学技術分野文部科学大臣表彰(理解増進)

    2009年4月14日 文部科学省 先端工学研究を活用した体験型教育による科学技術の理解増進

  9. 工学研究科長教育賞

    2009年3月 東北大学工学研究科長 JABEE審査に係わる教育システムの改善活動

  10. 国際会議ベストポスター賞

    2007年1月22日 The 30th International Conference on Advanced Ceramics & Composites New Synthesis Method of Nanophased Metals Oxide Catalysis in Supercritical Water for Biomass Conversion

  11. 国際会議ポスター賞

    2003年8月8日 Ventilation 2003 大会実行委員会 Cleaning of HEPA filters with supercritical carbon dioxide

  12. 第21回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会 研究大会会長奨励賞

    2003年7月 社団法人 日本空気清浄協会 超臨界二酸化炭素によるHEPAフィルタの洗浄

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論文 291

  1. Predictive distribution coefficient (pKD) model for hops extract fractionation in high-pressure CO<inf>2</inf> - ethanol - water solvent systems

    Masaki Ota, Yusuke Ueno, Masato Urabe, Aruto Kuwahara, Masaru Watanabe, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 569 2023年6月

    DOI: 10.1016/j.fluid.2023.113762  

    ISSN:0378-3812

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    Vapor-liquid distribution coefficients (K-values) of seven compounds contained in hops-extract were measured (total of 217 data) for high pressure CO2 - ethanol aqueous solution systems at (313 to 353) K and (10 to 20) MPa with a continuous flow apparatus. Using all available experimental solute K-values including newly measured data and those in CO2 + ethanol binary solvent systems (total of 322 data), a predictive distribution coefficient (pKD) model was developed based on dimensionless groups and the entropy-based solubility parameter. The pKD model allows correlation of available K-value data and provides a method for predicting K-values of non-hops extracts related solutes (salicylic acid, methyl salicylate, 4-cyano-4′-hydroxybiphenyl) in CO2 - ethanol - water systems.

  2. Difference in aqueous solution structure at 293.2 and 473.2 K between ethanol and ethylene glycol via molecular dynamics

    Takumi Ono, Yuta Ito, Masaki Ota, Yoshihiro Takebayashi, Takeshi Furuya, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS 368 2022年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER

    DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120764  

    ISSN:0167-7322

    eISSN:1873-3166

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    Our recent experimental study found that ethylene glycol-water mixture at 473.2 K and 10 MPa has a positive excess molar volume in water-rich region in contrast to the negative one at 293.2 K and 0.1 MPa and that in ethanol-water mixture [1]. The present study performed molecular dynamics simu-lation to clarify the difference in the solution structure between the two aqueous mixtures at the two temperatures. Radial distribution functions, coordination (hydration) numbers, numbers of hydrogen bonding and spatial distribution functions were calculated around the hydroxyl groups of alcohol and water molecules. In both mixtures, hydrogen bonds between alcohol and water molecules and between water molecules were shown to remain even at 473.2 K although the number of hydrogen bond decreased upon the temperature increase. In addition, at the high temperatures, it was indicated that tetrahedral-like hydrogen bonding network among water molecules was lost in ethylene glycol-water mixture whereas it remained in ethanol-water one. (c) 2022 Elsevier B.V. All rights reserved.

  3. Corrigendum to “Densities and viscosities of (ethylene glycol - water) and (1,3-propanediol - water) binary mixtures at high temperatures of 373.2 and 473.2 K and high pressures up to 40 MPa” [J Mol. Liq. 349 (2022) 118096] (Journal of Molecular Liquids (2022) 349, (S016773222102821X), (10.1016/j.molliq.2021.118096))

    Takumi Ono, Yushi Komatsu, Yui Sasaki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Yoshihiro Takebayashi, Takeshi Furuya, Hiroshi Inomata

    Journal of Molecular Liquids 367 2022年12月1日

    DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120468  

    ISSN:0167-7322

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    The authors regret that an error occurred in referring the previous data of excess molar volumes for ethanol–water mixtures in Fig. 2. The excess molar volumes had been calculated using the values of methanol–water mixtures instead of ethanol–water mixtures. Therefore, the authors would like to replace it with the correct one given below. There is no correction for the excess molar volumes of the dihydric alcohol-water mixtures measured in this work. In addition, the authors confirm that this change does not affect the originality and importance of the scientific findings reported in the paper. The authors would like to apologize for any inconvenience caused.

  4. Adsorption equilibria of ester VOCs (ethyl and butyl acetates) on activated carbon in supercritical CO2: Measurement and modeling by the Dubinin–Astakhov equation

    Ikuo Ushiki, Yuji Ueno, Shigeki Takishima, Yasuyuki Ito, Hiroshi Inomata

    The Journal of Supercritical Fluids 189 105719-105719 2022年10月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2022.105719  

    ISSN:0896-8446

  5. Dimethyl carbonate (DMC) synthesis from methanol and carbon dioxide in the presence of ZrO2 solid solutions and yield improvement by applying a natural convection circulation system

    Qingxin Zheng, Ryo Nishimura, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Masaki Ota, Masaru Watanabe, Séverine Camy

    Chemical Engineering Journal 429 132378-132378 2022年2月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.cej.2021.132378  

    ISSN:1385-8947

  6. Densities and viscosities of (ethylene glycol - water) and (1,3-propanediol - water) binary mixtures at high temperatures of 373.2 and 473.2 K and high pressures up to 40 MPa

    Takumi Ono, Yushi Komatsu, Yui Sasaki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Yoshihiro Takebayashi, Takeshi Furuya, Hiroshi Inomata

    Journal of Molecular Liquids 349 118096-118096 2021年11月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.molliq.2021.118096  

    ISSN:0167-7322

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    Densities and viscosities of ethylene glycol - water and 1,3-propanediol - water binary mixtures have been measured over the whole composition range at 373.2 K and 473.2 K and at pressures up to 40 MPa. The excess molar volumes combined with partial molar volumes, and viscosity deviations have been calculated from the measurement data. The activation Gibbs free energy of viscous flow has been also evaluated from the density and viscosity data. These results were compared with the previously reported results of the monohydric alcohol - water mixtures with the same carbon numbers to discuss the effect of hydroxyl group and alkyl chain length on these properties in the wide range of temperature and pressure. The physical properties of the alcohol - water mixtures were strongly influenced by the molecular structure of the alcohol molecules under the studied conditions. In particular, the excess molar volumes and viscosity deviations showed very different behaviors for monohydric and dihydric alcohol - water mixtures.

  7. Removal of chlorophyll and pheophorbide from Chlorella pyrenoidosa by supercritical fluid extraction: Potential of protein resource

    Taiki Miyazawa, Ohki Higuchi, Masato Sasaki, Masaki Ota, Tsutomu Aida, Hideo Takekoshi, Hiroshi Inomata, Teruo Miyazawa

    Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 85 (7) 1759-1762 2021年7月1日

    DOI: 10.1093/bbb/zbab095  

    ISSN:0916-8451

    eISSN:1347-6947

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    This study tried to quantitatively clarify the usefulness of supercritical fluid extraction for removal of chlorophyll and pheophorbide from Chlorella pyrenoidosa. C. pyrenoidosa powder was subjected to supercritical fluid extraction, and chlorophyll a and pheophorbide a in its extracted fractions were measured by HPLC-UV. Chlorophyll a and pheophorbide a in residue after supercritical fluid extraction became below of detection limit.

  8. 二酸化炭素-エタノール-ホップエキス系における高圧気液平衡比測定と相関 査読有り

    星野友貴, 上野裕介, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 47 (2) 17-22 2021年4月

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.47.17  

    ISSN:0386-216X

    eISSN:1349-9203

  9. 二酸化炭素-エタノール-ホップエキス系における気液平衡比に基づく高圧向流抽出実験とシミュレーション 査読有り

    上野裕介, 星野友貴, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学論文集 47 (2) 23-27 2021年4月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.47.23  

    ISSN:0386-216X

  10. Practical Reuse of Activated Carbon in the Exhaust Facility of Semiconductor Production Factory with Supercritical Carbon Dioxide Regeneration

    Yasuyuki Ito, Ikuo Ushiki, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    MATEC Web of Conferences 333 08004-08004 2021年

    出版者・発行元:EDP Sciences

    DOI: 10.1051/matecconf/202133308004  

    eISSN:2261-236X

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    An possible reason why the activated carbon used in the exhaust facility of real semiconductor production factory could not be regenerated by scCO<sub>2</sub> regeneration was estimated to be attributable to its high boiling point adsorbates which showed a peak in TGA (Thermogravimetric analysis) curve at 400-900°C. This study was conducted to experimentally verify the above insight by using TGA analysis and scCO<sub>2</sub> regeneration for the real samples with different loads from the factory. The experimental results showed that high boiling point ratio defined by TGA analysis was less than 4.0% in case of the heating treatment temperature of 200 °C in the exhasut facility of real semiconductor production factory. This result suggested regeneration rate of the activated carbon was higher than 80%. Our scCO<sub>2</sub> regeneration process can achieve high efficiency as a practical application.

  11. Prediction of solvatochromic parameters of electronic transition energy for characterizing dipolarity/polarizability and hydrogen bonding donor interactions in binary solvent systems of liquid nonpolar-polar mixtures, CO<inf>2</inf>-expanded liquids and supercritical carbon dioxide with cosolvent 査読有り

    Alif Duereh, Hiroshi Inomata

    Journal of Molecular Liquids 320 114394 2020年12月15日

    DOI: 10.1016/j.molliq.2020.114394  

    ISSN:0167-7322

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    Solvatochromic parameter of electronic transition energy (E ) provides information on dipolarity/polarizability and hydrogen bonding donor interactions in the solvation shell. In this work, a predictive framework is proposed for estimating E values of phenol blue indicator in three mixed-solvent systems as (i) liquid nonpolar-polar mixtures, (ii) CO -expanded liquid solvent and (iii) supercritical carbon dioxide (scCO )-polar cosolvent mixtures. The equations of the E framework for binary mixtures of nonpolar solvent with polar hydrogen bond acceptor (HBA) solvent can be directly adopted from the previous framework for Kamlet-Taft dipolarity/polarizability (KT-π*) [Ind. Eng. Chem. Res. 2020, 59, 12319–12330] because of the linearity of the homomorphism line between E and KT-π* for pure nonpolar solvents and pure polar HBA solvents. However, due to specific hydrogen bonding interactions of the phenol blue with polar hydrogen bond donor (HBD) solvents, the E framework for binary mixtures of nonpolar solvent with polar HBD solvent was the modification by the addition of HBD contribution factor. The HBD contribution factor can be simply estimated by a deviation of an actual E value of pure HBD solvents from the homomorphism line. To validate the framework, the E values of seventeen liquid nonpolar-polar mixtures, (ii) three CO -expanded solvent mixtures and (iii) five scCO -polar cosolvent mixtures collected from the literature were used. The framework was found to give a reliable E value with an overall deviation of 0.26% and was also applicable to E values of Reichardt, Nile red and HxQMBu indicators with an overall deviation of 1.73%, 0.36% and 0.40%, respectively. Only four properties of pure components are required for predictions as: (i) gas-phase dipole moment of polar component, (ii) CO density, (iii) E and KT-π* values and (iv) homomorphism relationship between E and KT-π* values. T T 2 2 T T T T T 2 2 T T 2 2 T T

  12. Distribution coefficients of salicylic acid and methyl salicylate in high-pressure CO<inf>2</inf> – water - ethanol systems 査読有り

    Yuta Sugimoto, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    Journal of Supercritical Fluids 166 2020年12月1日

    DOI: 10.1016/j.supflu.2020.105013  

    ISSN:0896-8446

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    © 2020 Elsevier B.V. Vapor-liquid distribution coefficients (KD) of salicylic acid (SA) or methyl salicylate (MeS) in CO2 - water - ethanol systems were measured under flow conditions of water/ethanol ratios of (1 to 4) mol/mol at (313 to 353) K and (10 to 20) MPa. The KD of SA and MeS increased with pressure at constant temperature and with increasing water/ethanol ratios. Selectivity of SA versus MeS was highest (ca. 120) at water/ethanol feed ratios of 4 mol/mol, at 313 K and 20 MPa. Solute KD values followed trends of the liquid phase ethanol activity coefficients. A three-constant empirical relationship was developed that uses the pure CO2 reduced density and the feed ethanol mole fraction on a CO2-free basis as parameters to reliably correlate KD data and MeS/SA selectivities. The empirical relationship was also found to be applicable to flavonoid KD data in CO2 - water - ethanol systems.

  13. Desorption of propylene glycol monomethyl ether acetate from activated carbon in supercritical CO2: Measurement and predictive modeling 査読有り

    Ikuo Ushiki, Hiromu Tsuji, Shigeki Takishima, Yasuyuki Ito, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 166 2020年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER

    DOI: 10.1016/j.supflu.2020.105018  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    The desorption behavior of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), which is a volatile organic compound (VOC) used in semiconductor manufacturing, from activated carbon (AC) was experimentally and theoretically studied over a wide range of supercritical carbon dioxide (scCO(2)) conditions at T=(313 K to 353 K) and P=(10.0 MPa to 20.0 MPa) for the design of AC regeneration processes using scCO(2) . The experimental results reveal that the desorption ratio of PGMEA depended on the density of CO2, and is affected by its chemical structure and diffusivity of the VOC. A kinetic model based on the material balances of the VOC in the bulk phase and adsorption equilibria in the adsorbed phase described by the Dubinin-Astakhov equation was newly proposed to predict the desorption behavior. The model successfully predicted the desorption behavior using parameters determined from adsorption equilibrium and kinetic measurements of PGMEA on AC in scCO(2). (C) 2020 Elsevier B.V. All rights reserved.

  14. Kamlet-Taft Dipolarity/Polarizability of Binary Mixtures of Supercritical Carbon Dioxide with Cosolvents: Measurement, Prediction, and Applications in Separation Processes 査読有り

    Alif Duereh, Yuta Sugimoto, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Industrial and Engineering Chemistry Research 59 (27) 12319-12330 2020年7月8日

    DOI: 10.1021/acs.iecr.0c01251  

    ISSN:0888-5885

    eISSN:1520-5045

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    Copyright © 2020 American Chemical Society. A flow-type apparatus and predictive framework were developed for measuring and estimating dipolarity/polarizability (π*) values of binary mixtures of supercritical carbon dioxide (scCO2)-cosolvents. The π∗ values of scCO2 with methanol and ethanol cosolvents (up to 10 mol %) are reported at the temperature ranging from 40 to 80 °C and pressure ranging from 10 to 20 MPa and were found to be dependent on fluid density. The predictive framework for scCO2-cosolvent mixtures proposed in this work was the modification by the addition of correction functions (g(ρCO2)) of local density enhancement into the previous predictive framework for binary liquid nonpolar-polar mixtures [ Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 18986-18996 ]. Four g(ρCO2) forms with a function of CO2 density were evaluated by considering literature local density enhancements of pure CO2 obtained from (i) fluorescence, (ii) Raman, (ii) UV-vis spectroscopic techniques, and (iv) molecular dynamics simulations. The framework was applied to the prediction of π∗ of four scCO2-cosolvent mixtures (methanol, ethanol, 2-propanol, and 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC134a)) and was found to give a reliable value with an overall relative deviation of 0.03 between the experimental and calculated data, where the fluorescence g(ρCO2) function provided a lower deviation than the other three functions. The application of the framework to separation processes showed that the π∗ values were found to explain the trends of solubility, extraction yield, and fractionation recovery. The π∗ values determined from the framework can be used to analyze solvent effect trends in many separation processes that required only cosolvent dipole moment, pure π∗ component, and CO2 density (pressure and temperature).

  15. Measurement and correlation of adsorption equilibria of propylene glycol monomethyl ether acetate on activated carbon in the presence of supercritical carbon dioxide 国際誌 査読有り

    Ikuo Ushiki, Hiromu Tsuji, Shigeki Takishima, Yasuyuki Ito, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 513 112556 2020年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER

    DOI: 10.1016/j.fluid.2020.112556  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    The adsorption equilibria of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), a major volatile organic compound (VOC) used in the semiconductor industry, on activated carbon were measured in the presence of supercritical carbon dioxide (scCO(2)) at temperatures from 313 K to 353 K and pressures from 10.0 MPa to 20.0 MPa. The amount of adsorbed PGMEA considerably depended on the pressure and temperature conditions in scCO(2), which could be explained by the effects of CO2 density and VOC fugacity. The Dubinin-Astakhov (DA) equation has two fitting parameters, interaction energy between adsorbate and adsorbent (E-VOC) and saturated adsorption capacity of VOC on adsorbent (W-0,W-VOC), and was used to correlate the measured adsorption equilibria. Correlation by the DA equation was useful for analyzing the adsorption equilibria of PGMEA on activated carbon in scCO(2) by considering the affinity of the adsorbate for the adsorbent and competitive adsorption of CO2. (C) 2020 Elsevier B.V. All rights reserved.

  16. Local composition models for predicting Kamlet-Taft dipolarity/polarizability of nonaqueous binary and ternary mixtures 査読有り

    Alif Duereh, Haixin Guo, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Journal of Molecular Liquids 304 112691-112691 2020年4月

    DOI: 10.1016/j.molliq.2020.112691  

    ISSN:0167-7322

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    © 2020 Elsevier B.V. Local composition models of newly proposed Wilson solvation (WS) model and preferential solvation (PS) model were developed for predicting Kamlet-Taft (KT) dipolarity/polarizability (π*) of binary and ternary solvent mixtures. The WS model could correlate the π* data of eleven nonpolar (1) - polar (2) liquid mixtures that gave an average relative deviation (ARD) of 5.4%, compared with the PS model (3.7%). The WS and PS parameters obtained from correlations were generalized to have a linear relationship with dipole moment (μ). The resulting linear relationship allows the predicted π* values of 24 additional binary mixtures to within an overall ARD of 9.3%, by knowing only pure component π* and μ values. The WS and PS models were applied to predictions of nonaqueous ternary systems for KT π* values, KT basicity, KT acidity and Reichardt normalized polarity that gave an overall ARD of 5.8% for WS model and 3.3% for PS model. Application of the models makes it is possible to identify favorable compositions of ternary (heptane-ethyl acetate-ethanol) solvents being used in replacements of dichloromethane for chromatography and other chemical ternary systems that require only binary polarity data.

  17. 二酸化炭素–エタノール–精油系の高圧気液平衡に基づく向流接触抽出実験 査読有り

    生内良樹, 上野裕介, 星野 友貴, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学論文集 45 (6) 238-243 2019年11月20日

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.45.238  

    ISSN:0386-216X

    eISSN:1349-9203

  18. フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析による重質油成分のコア構造解析 査読有り

    寺谷 彰悟, 片野 恵太, 田中 隆三, 中村 勉, 猪股 宏

    Journal of the Japan Petroleum Institute(旧 石油学会誌) 62 (6) 2019年11月

  19. Predictive Framework for Estimating Dipolarity/Polarizability of Binary Nonpolar-Polar Mixtures with Relative Normalized Absorption Wavelength and Gas-Phase Dipole Moment 査読有り

    Alif Duereh, Haixin Guo, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    Industirial & Engineering Chemistry Research 58 (41) 18986-18996 2019年10月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.iecr.9b04319  

    ISSN:0888-5885

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    A predictive framework is proposed for estimating the dipolarity/polarizability (pi*) values of binary mixtures via the relative normalized maximum absorption wavelength (Delta lambda(N)(mix)) of an indicator (N,N-dimethyl-4-nitroaniline) in the pure liquids and the pure component gas-phase dipole moments (mu). New spectroscopic measurements of 13 nonpolar (1)-polar (2) liquid mixtures are reported and local composition was used to correlate variations of Delta lambda(N)(mix) values with mole fraction, x(2). The resulting multivariate linear relationship in x(2) and mu allowed data correlation and was applied to prediction of pi* of (i) ten additional nonpolar-polar mixtures at temperatures of (15 to 45) degrees C, (ii) nine polar-polar mixtures, (iii) six CO2-expanded solvent mixtures, and (iv) five molecular solvent-ionic liquid mixtures and was found to give an overall deviation of 8.9% in pi* The predictive framework was applied to the dipolarity/polarizability scales of Effenberger-Wiirthner and Cataln for 16 polar-polar liquid mixtures and was found to give a maximum deviation of 9.6%. The predictive framework is widely applicable to chemical systems and requires only pure component pi* and gas-phase dipole moment values to estimate the dipolarity/polarizability of solvent mixtures.

  20. Application of the Preferential Solvation Viscosity Model to Binary Liquid Mixtures: Aqueous, Nonaqueous, Ionic Liquid, and Deep Eutectic Solvent Systems 査読有り

    Alif Duereh, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    Industrial & Engineering Chemistry Research 58 (32) 14991-15002 2019年8月

    出版者・発行元:American Chemical Society ({ACS})

    DOI: 10.1021/acs.iecr.9b01179  

  21. 重質油系相平衡における留分間相互作用パラメーター推算モデルの開発 査読有り

    杉本 祐太, 松井 勇樹, 岩崎 良亮, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏, 寺谷 彰悟

    Journal of the Japan Petroleum Institute(旧 石油学会誌) 62 (4) 181-187 2019年7月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1627/jpi.62.181  

    ISSN:1346-8804

    eISSN:1349-273X

  22. Measurement and correlation of vapor-liquid distribution coefficients of flavonoids in high pressure carbon dioxide - ethanol - water systems 査読有り

    Soma Sato, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Richard L.Smith, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 489 90-98 2019年6月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1016/j.fluid.2019.02.015  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

  23. Measurement and prediction of solubilities and diffusion coefficients of ethylene in rubbery propylene copolymers 査読有り

    Ayano Kitagishi, Suiri Takizawa, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 492 110-117 2019年6月

    DOI: 10.1016/j.fluid.2019.03.028  

  24. 排気処理プロセスの加熱処理が活性炭の超臨界CO<sub>2</sub>再生に与える影響 査読有り

    伊藤康孝, 伊藤康孝, 宇敷育男, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学論文集 45 (3) 133-139 2019年5月

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.45.133  

    ISSN:0386-216X

  25. Development of a rolling ball viscometer for simultaneous measurement of viscosity, density, bubble-point pressure of CO2-expanded liquids 査読有り

    Yoshiyuki Sato, Hiroski Baba, Chisato Yoneyama, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 487 71-75 2019年5月

    DOI: 10.1016/j.fluid.2019.01.017  

  26. A generalized model for predicting adsorption equilibria of various volatile organic compounds on activated carbon in the presence of supercritical carbon dioxide 査読有り

    Ikuo Ushiki, Yoshiyuki Sato, Yasuyuki Ito, Shigeki Takishima, Hiroshi Inomata

    Journal of Supercritical Fluids 146 30-37 2019年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER

    DOI: 10.1016/j.supflu.2019.01.005  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    A generalized model for predicting the adsorption equilibria of various VOCs (volatile organic compounds: acetone, toluene, n-hexane, n-octane, n-decane, methanol, ethanol, 2-propanol, and propylene glycol mono methyl ether (PGME)) on activated carbon in supercritical carbon dioxide (scCO(2)) was proposed. The two fitting parameters W-0,W-VOC (saturated adsorption capacity of activated carbon for VOC) and E-VOC (interaction energy between VOC and adsorbent) of the Dubinin-Astakhov (DA) equation, determined with the correlations to experimental adsorption equilibrium data, were found to be closely related to the density of CO2 and properties of VOCs, which could be generalized based on the physical meanings of each parameter. The generalized DA parameters were able to reproduce the adsorption equilibria of the various VOCs in scCO(2) to within 30% of the average relative deviation over a wide range of temperature and pressure conditions for most of the VOCs.

  27. Thermodynamic Modeling of the Solubility of Acetylacetonate-Type Metal Precursors in Supercritical Carbon Dioxide Using the PC-SAFT Equation of State 査読有り

    Ikuo Ushiki, Yoshiyuki Sato, Shigeki Takishima, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 52 (3) 243-252 2019年3月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.18we194  

    ISSN:0021-9592

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    Thermodynamic modeling of the solubilities of various acetylacetonate-type metal precursors in supercritical carbon dioxide was performed using the PC-SAFT (perturbed-chain statistical associating fluid theory) equation of state. Pure component parameters for the metal precursors (segment number, segment diameter, and dispersion energy) were determined by fitting to solubility data obtained from the literature. The PC-SAFT equation of state could correlate the literature data over wide temperature and pressure ranges for various precursors. The pure component PC-SAFT parameters obtained from these correlations were found to vary systematically with changes in the properties of the metal precursors, such as the molar masses of the precursors and of the metal centers, which could be generalized based on the physical meaning of each parameter. The generalized PC-SAFT parameters could reproduce the solubilities of the metal precursors in supercritical carbon dioxide to within 30% average relative deviation under almost all conditions, especially at temperature below 393 K.

  28. Correction to: Correspondence between spectral-derived and viscosity-derived local composition in binary liquid mixtures having specific interactions with preferential solvation theory (Journal of Physical Chemistry B (2018) 122:48 (10894-10906) 査読有り

    Duereh A, Sato Y, Smith R.L, Inomata H

    Journal of Physical Chemistry B 123 (1) 325 2019年1月

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.8b11928  

  29. 排気処理用活性炭の超臨界二酸化炭素を用いた再生の検討 査読有り

    伊藤 康孝, 宇敷 育男, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 45 (1) 29-34 2019年1月

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.45.29  

    ISSN:0386-216X

  30. Correspondence between Spectral-Derived and Viscosity-Derived Local Composition in Binary Liquid Mixtures Having Specific Interactions with Preferential Solvation Theory 査読有り

    Alif Duereh, Yoshiyuki Sato, Richard L.Smith, Hiroshi Inomata

    Journal of Physical Chemistry B 122 (48) 10894-10906 2018年12月

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.8b09511  

  31. Measurement and modeling of adsorption equilibria of cobalt (III) acetylacetonate on MCM-41 mesoporous silica in the presence of supercritical carbon dioxide with methanol co-solvent 査読有り

    Ikuo Ushiki, Mio Koike, Taichi Shimizu, Yoshiyuki Sato, Shigeki Takishima, Hiroshi Inomata

    Journal of Supercritical Fluids 140 329-335 2018年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2018.06.015  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    Adsorption equilibria of cobalt (III) acetylacetonate (Co(acac)(3)) in the presence of supercritical carbon dioxide (scCO(2)) with methanol co-solvent on MCM-41 mesoporous silica were studied at 313-353 K and 12.5-20.0 MPa from experimental and model calculation viewpoints. The measured data indicated that the amount of the adsorbed metal precursor decreased with increasing pressure and decreasing temperature, which could be explained by CO2 density effects. Correlation by the Dubinin-Astakhov equation was applicable for examining the adsorption equilibria of the metal precursor on the mesoporous silica in scCO(2) while considering the molecular size of the precursor, affinity for the adsorbent, and CO2 density effects. Simulated results with the DA equation implied that the methanol co-solvent can affect the adsorption equilibria of Co(acac)(3) on the MCM-41 adsorbent in scCO(2).

  32. 高温高圧水重質油改質プロセスに向けた詳細構造解析データに基づく水+重質油系相平衡推算 査読有り

    佐藤颯真, 岩崎良亮, 杉本祐太, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏, 寺谷彰悟

    Journal of the Japan Petroleum Institute (旧 石油学会誌) 61 (5) 256-262 2018年9月

    DOI: 10.1627/jpi.61.256  

    ISSN:1349-273X

  33. Predictive dimensionless solubility (pDS) model for solid solutes in supercritical CO2 that requires only pure-component physical properties 査読有り

    Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    Chemical Engineering Research and Design 136 251-261 2018年8月1日

    出版者・発行元:Institution of Chemical Engineers

    DOI: 10.1016/j.cherd.2018.04.033  

    ISSN:0263-8762

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    Dimensionless analysis was used to develop a correlative dimensionless solubility (DS) model and a predictive dimensionless solubility (pDS) model for estimating solid solubilities in supercritical carbon dioxide. Solubilities of 20 organic compounds made up of 685 data were used in developing the DS model and an additional 10 organic compounds were used for assessing the pDS model. Average relative deviation (ARD) in logarithmic solubility for literature model correlations were: Jouyban (2.06%), Hozhabr (2.09%), Jafarinejad (2.27%), Chrastil (2.49%), and Mendez-Santiago–Teja (3.46%). The proposed DS model had an ARD of 2.35% and the pDS model had an ARD of 10.5%. When the pDS model was optimized to the entire database, an ARD of 10.3% was obtained. The pDS model requires only pure solute properties (melting point, molar volume, entropy-based solubility parameter) and pure CO2 density for predicting solubility of solids in supercritical CO2.

  34. Fractionation of hops-extract–ethanol solutions using dense CO2 with a counter-current extraction column 査読有り

    Yuki Hoshino, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    Journal of Supercritical Fluids 136 37-43 2018年6月1日

    出版者・発行元:Elsevier B.V.

    DOI: 10.1016/j.supflu.2018.02.005  

    ISSN:0896-8446

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    Hops-extract–ethanol solutions were contacted counter-currently with dense CO2 in a 0.22 m column at temperatures of (313.2–353.2) K, pressures of (5.0–12.0) MPa, at solute-free solvent-to-feed (S/F) mass ratios of 3.8 and 8.6 for fractionating flavor and bitter compounds. Flavor-purity ratio (Pf) defined as flavor-compound mass over identified-compound mass was about 1.0 at 313.2 K, 6 MPa at S/F = 8.6. At these conditions, flavor-recovery ratio (Rf) defined as flavor-compound mass over feed flavor-compound mass was less than 0.03. At 353.2 K, 12.0 MPa at S/F = 8.6, maximum column productivity (Pf = 0.76, Rf = 0.69) was obtained. Conditions giving maximum purity and highest selectivity (Pf = 0.99, Rf = 0.27) were 333.2 K, 8.0 MPa at S/F = 8.6. In fractionation of feed solutions containing ethanol, column performance is dominated by ethanol distribution that is conveniently manipulated with conditions of the CO2.

  35. Solvent Polarity of Cyclic Ketone (Cyclopentanone, Cyclohexanone): Alcohol (Methanol, Ethanol) Renewable Mixed-Solvent Systems for Applications in Pharmaceutical and Chemical Processing 査読有り

    Alif Duereh, Haixin Guo, Tetsuo Honma, Yuya Hiraga, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    Industrial & Engineering Chemistry Research 57 (22) 7331-7344 2018年6月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.iecr.8b00689  

    ISSN:0888-5885

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    Kamlet-Taft (KT) parameters were measured for four nonaqueous hydrogen bond donor (HBD)-hydrogen bond acceptor (HBA) solvent-pair mixtures: methanol- cyclopentanone, methanol-cyclohexanone, ethanol-cyclopentanone, and ethanol-cyclohexanone to define their solvent polarity as a function of composition. KT mixed-solvent polarities differed greatly from molar average property values. The preferential solvation (PS) model was used to correlate solvent polarity and showed that local compositions of 1:1 (HBD-HBA) complex molecules were highly asymmetric.Trends of KT parameters of both cyclohexanone and cyclopentanone mixtures were similar, although the specific hydrogen bonding interactions of HBD-HBA complex molecules in cyclohexanone mixtures were stronger than those of cyclopentanone mixtures according to density functional theory calculations, infrared spectroscopy, and solution macroscopic properties. Application of the PS model to pharmaceuticals showed that the solvent-pair mixtures have wide-working composition ranges (similar to 0 < x(HBA) < similar to 1) for aspirin, ibuprofen, niflumic acid, p-amino-benzoic, p-hydroxy-benzoic and salicyclic acid, limited composition ranges (Delta x(HBA) approximate to 0.7) for benzoic acid and temazepam, and narrow composition ranges ( Delta x(HBA) approximate to 0.3) for others. By comparing mixed-solvent polarity with polarity of solvents being used for material, petroleum, and biomass processing, it can be concluded that cyclic ketone-alcohol mixtures have many applications.

  36. 真正眼点藻Nannochloropsis sp. からの脂質抽出法 査読有り

    大田 昌樹, 松井 勇樹, 濱邊 友理, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本食品科学工学会誌 65 (6) 309-312 2018年6月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.3136/nskkk.65.309  

    ISSN:1341-027X

  37. Adsorption kinetics of rhodium (III) acetylacetonate onto mesoporous silica adsorbents in the presence of supercritical carbon dioxide 査読有り

    Ikuo Ushiki, Naoto Takahashi, Mio Koike, Yoshiyuki Sato, Shigeki Takishima, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 135 137-144 2018年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2018.01.017  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    The adsorption kinetics of rhodium (III) acetylacetonate (Rh(acac)(3)) onto three types of mesoporous silica adsorbents, MCM-41, HMS, and MSU-H, in the presence of supercritical carbon dioxide (scCO(2)) at temperatures from 313 to 353 K and at a pressure of 15.0 MPa were studied using fixed-bed adsorption measurements. The breakthrough curves obtained with the measurements were correlated by a mathematical kinetic model using only one fitting parameter, the effective diffusion coefficient of Rh(acac)(3) in pores (D-e). The determined D-e values depended strongly on the temperature and the types of mesoporous silica used, which could be described using a generalized model that includes the parameters in consideration of the pore structure of the adsorbents (porosity and tortuosity) and the diffusion coefficient of Rh(acac)(3) in the bulk scCO(2) phase.

  38. 乳製品副産物からの極性脂質に関する超臨界流体抽出とモデル解析による溶解度の推定 査読有り

    大田 昌樹, 小田 絵里佳, 片岡 駿友, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本食品科学工学会誌 65 (5) 251-258 2018年5月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.3136/nskkk.65.251  

    ISSN:1341-027X

  39. Measurement and prediction of phase equilibria of ethylene + methyl acrylate + poly(ethylene-co-methyl acrylate) systems 査読有り

    Azusa Funabashi, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 465 100-106 2018年4月15日

    出版者・発行元:Elsevier B.V.

    DOI: 10.1016/j.fluid.2018.03.005  

    ISSN:0378-3812

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    The solubilities of ethylene in the methyl acetate (MA) solutions of poly (ethylene-co-methyl acrylate) (EMA) were investigated according to conditions applicable to polymerization. The bubble point pressure (BP) for vapor-liquid equilibrium (VLE) and the cloud point pressure (CP) for liquid-liquid equilibrium (LLE) of ethylene + MA + EMA ternary system (weight ratio of MA: EMA, 9: 1) were measured at temperatures of 373 K and 393 K and at pressures up to 25 MPa with a synthetic method. The BP and CP increased with increasing temperature and ethylene weight fraction, especially the slope of CP against ethylene weight fraction was large. The Sanchez-Lacombe equation of state (SL EoS) could correlate VLE data of ethylene + MA and ethylene + EMA systems by fitting a corresponding binary interaction parameters for each binary to within about 4.7% in pressure. The phase equilibria of the ternary system could be predicted with the SL EoS from binary interaction parameters determined from the binary systems.

  40. Adsorption equilibria of VOCs (n-octane, propylene glycol monomethyl ether, ethanol, and 2-propanol) on activated carbon under supercritical carbon dioxide conditions 査読有り

    Ikuo Ushiki, Koichi Kikuchi, Yoshiyuki Sato, Yasuyuki Ito, Shigeki Takishima, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 462 59-64 2018年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2018.01.027  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Adsorption equilibria of volatile organic compounds (VOCs: n-octane, propylene glycol monomethyl ether, ethanol, and 2-propanol) on activated carbon were measured using the fixed-bed method under supercritical carbon dioxide (scCO(2)) conditions at 313-353 K and 10.0-15.0 MPa. The measured adsorption isotherms strongly depended on the properties of the VOCs together with the CO2 density. The adsorption equilibria were correlated using the Dubinin-Astakhov (DA) equation with two fitting parameters: E-VOC (the interaction energy between VOC and adsorbent) and W-0.VOC (the saturated adsorption capacity of VOC). The fitting parameters provided insight into the adsorption phenomena of VOCs in scCO(2) in terms of the CO2 density and properties of VOCs. (C) 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.

  41. Botryococcus brauniiからの炭化水素の連続式湿式抽出法の開発 査読有り

    大田 昌樹, 平賀 佑也, 濱野 裕一郎, 菱沼 藤丸, 宇敷 育男, 小野 巧, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 44 (2) 103-106 2018年3月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.44.103  

    ISSN:1349-9203 0386-216X

    eISSN:1349-9203

  42. 高Re数乱流場における界面活性剤フリーW/Cエマルションの分散挙動 査読有り

    小野 巧, 秋元 啓太, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 44 (1) 67-70 2018年1月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.44.67  

    ISSN:1349-9203 0386-216X

    eISSN:1349-9203

  43. Development of a solvent selection guide for CO2 spray coating 査読有り

    Yoshiyuki Sato, Tomoki Shimada, Kohei Abe, Hiroshi Inomata, Shin-ichiro Kawasaki

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 130 172-175 2017年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2017.07.041  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    The use of CO2 for spray coating is a promising technique for volatile organic compound reduction in the paint industry. However, the polymer precipitation might be induced by the addition of CO2 into solvent, since CO2 is a poor solvent for most polymer solutions. In this work, a solvent selection guide for CO2 spray coating is proposed based on the solubility parameter from the viewpoint of avoiding the polymer precipitation. The precipitation tests were carried out for polymer (acrylic resin) + solvent (eight kinds) + CO2 systems. The solubilities of CO2 in the polymer + solvent (diethyl ketone, butanol, and methanol) varied from 7 to 33 wt.% CO2 at 40 degrees C for pressures from 0.9 to 6.4 MPa. It was found that the solubility parameter of the mixture at the precipitation point had similar values that are due to dissolution of the CO2 in the solution.

  44. Measurement and correlation of density and viscosity of n -alcohol–water mixtures at temperatures up to 618 K and at pressures up to 40 MPa 査読有り

    Takumi Ono, Moe Kyoda, Ryosuke Amezawa, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 453 13-23 2017年12月

    出版者・発行元:Elsevier {BV}

    DOI: 10.1016/j.fluid.2017.09.005  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Densities and viscosities of methanol-water, ethanol-water and n-propanol-water mixtures were measured over the entire range of compositions at temperatures from 523.2 to 618.2 K and at pressures up to 40 MPa. The excess molar volume calculated from the measured density changed negative to positive with increasing alcohol composition at some conditions studied, and this behavior was observed at lower temperature with increasing alkyl chain length. Maxima in composition dependence of viscosity, which is generally observed in ambient conditions, were not present at 618.2 K. Viscosities could be correlated with the Eyring's theory to within 6.4% at temperatures up to 476.2 K The Peng-Robinson equation of state and Redlich-Kister mixing rule were used to obtain the excess Gibbs energy included in the Eyring's theory, and two binary interaction parameters in the mixing rules were determined by fitting of viscosity data. The densities were predicted using the volume translated Peng-Robinson equation of state to within 3.2% with parameters being determined by viscosity data at temperatures up to 476.2 K. A switching of fitting parameters from binary interaction parameters of the equation of state mixing rule to a proportionality constant, sigma, of Eyring's theory was introduced, and viscosities and densities of the normal alcohol-water mixtures could be correlated and predicted to within 4.6% and 8.9%, respectively at temperatures above 476.2 K. (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.

  45. Measurement and correlation of flavanone, tangeritin, nobiletin, 6-hydroxyflavanone and 7-hydroxyflavone solubilities in supercritical CO2 査読有り

    Masaki Ota, Megumi Sato, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 128 166-172 2017年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2017.05.024  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    Solubilities of five flavonoids (flavanone, tangeritin, nobiletin, 6-hydroxyflavanone and 7-hydroxyflavone) were measured in supercritical CO2 at (313.2-333.2) K and at pressures up to 22 MPa. Among the solubility values of the flavonoids at 313 K, that of flavanone was the highest (similar to 10(-3) mol/mol) next to that of tangeritin and nobiletin which had almost the same range of solubility values (10(-6)-10(-5)), followed by 6-hydroxyflavanone (similar to 10(-7)) and 7-hydroxyflavone (similar to 10(-8)). Data had a maximum average relative deviation (ARD) of 1.69% from the Mendez-Santiago-Teja (MST) consistency test. The solubility of each flavonoid was correlated with the Peng-Robinson, entropy-based solubility parameter and a generalized form of the MST equation to within 3% ARD.

  46. Does Synergism in Microscopic Polarity Correlate with Extrema in Macroscopic Properties for Aqueous Mixtures of Dipolar Aprotic Solvents? 査読有り

    Alif Duereh, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata, Fabio Pichierri

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 121 (24) 6033-6041 2017年6月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.7b03446  

    ISSN:1520-6106

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    Aqueous mixtures of dipolar aprotic solvents (acetonitrile, gamma-valerolactone, gamma-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, acetone, pyridine, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide) show synergism in microscopic polarity and extrema in macroscopic viscosity (eta) and molar excess enthalpy (H-E) in water-rich compositions that correlate with solvent functional group electrostatic basicity (beta(H)(2)). Microscopic polarities of aqueous solvent mixtures were estimated by measuring the spectral shift (lambda(max)) of 4-nitroaniline with UV-vis spectroscopy at 25 C. Dynamic viscosities (eta) and densities were measured for eight aqueous dipolar aprotic mixtures over the full range of compositions at (25 to 45) C. The lambda(max), eta, and H-E values of the aqueous mixtures showed a linear trend with increasing electrostatic basicity of the solvent functional groups that is attributed to the size and strength of the hydration shell of water. Density functional theory (DFT) calculations were performed for 1:3 complexes (solvent: (H2O)(3)) and it was found that aqueous mixtures with high basicity have high binding energies and short hydrogen bonding distances implying that the size and strength of the hydration shell of water is proportional to functional group basicity. Consideration of functional group basicity of dipolar aprotic solvents allows one to relate synergism in microscopic polarity to extrema in macroscopic properties for a wide range of aqueous dipolar aprotic solvent mixtures.

  47. Nutrient recycle from defatted microalgae (Aurantiochytrium) with hydrothermal treatment for microalgae cultivation (vol 228, pg 186, 2017) 査読有り

    Taku Michael Aida, Ryouma Maruta, Yuuhiko Tanabe, Minori Oshima, Toshiyuki Nonaka, Hiroki Kujiraoka, Yasuaki Kumagai, Masaki Ota, Iwane Suzuki, Makoto M. Watanabe, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 234 476-477 2017年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.biortech.2017.03.071  

    ISSN:0960-8524

    eISSN:1873-2976

  48. Fractional Exhaled Nitric Oxide (FeNO) and Spirometry as Indicators of Inhalation Exposure to Chemical Agents in Pathology Workers 査読有り

    Ritsuko Arakawa Suzuki, Toshiya Irokawa, Hiromasa Ogawa, Shinya Ohkouchi, Masao Tabata, Susumu Togashi, Takeshi Nakamura, Noriko Ohisa, Etsuhiro Nikkuni, Emiri Miura, Kaoru Yoshida, Hiroshi Inomata, Hajime Kurosawa

    JOURNAL OF OCCUPATIONAL AND ENVIRONMENTAL MEDICINE 59 (5) 467-473 2017年5月

    出版者・発行元:LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS

    DOI: 10.1097/JOM.0000000000000976  

    ISSN:1076-2752

    eISSN:1536-5948

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    Objective: The objective of this study was to examine whether fractional exhaled nitric oxide (FeNO) and spirometry can be used as indices to evaluate adverse health effects of low-concentrated chemical inhalation exposure, mainly to formaldehyde. Methods: Thirty-three subjects (pathology technicians) and 30 controls (workers without handling any chemicals in the same hospitals) participated in this study. All participants underwent FeNO measurement and spirometry before and after 5 days of work. Results: FeNO significantly increased in the subjects with a history of asthma (P &lt; 0.05), whereas forced vital capacity (FVC) and forced expiratory volume in the first second (FEV1) decreased in the subjects (P &lt; 0.05). Furthermore, work duration and pre-work levels of FEV1 in the subjects had a significant association. Conclusion: The results suggest that FeNO, FVC, and FEV1 represent effective health-effect indices of low-concentrated chemical inhalation exposure.

  49. Extraction of nobiletin from Citrus Unshiu peels by supercritical fluid and its CRE-mediated transcriptional activity 査読有り

    Chisato Oba, Masaki Ota, Koichiro Nomura, Hironori Fujiwara, Jiro Takito, Yoshiyuki Sato, Yasushi Ohizumi, Hiroshi Inomata

    PHYTOMEDICINE 27 33-38 2017年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER GMBH, URBAN & FISCHER VERLAG

    DOI: 10.1016/j.phymed.2017.01.014  

    ISSN:0944-7113

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    Background: Polymethoxyflavone (PMF) is one of bioactive compounds in Citrus Unshiu and included mainly in the peels rather than the fruits, seeds and leaves. Hypothesis/Purpose: Supercritical CO2 extraction is one candidate for selective extraction of poly-methoxyflavone and in this study, supercritical CO2 extraction with/without ethanol entrainer from Citrus Unshiu peels was examined at a temperature of 333 K and a pressure of 30 MPa. Methods: CRE (cyclic AMP response element)-mediated transcriptional assay was examined by using the extracts from supercritical fluid extraction. Results: The results showed that extracts including nobiletin increased with increasing ethanol concentration in supercritical CO2 and the elapsed extraction time. Extracts at ethanol concentration of 5 mol% showed high CRE-mediated transcription activity. This can be caused by activity of the extract including nobiletin in addition to the other methoxylated flavonoid species such as tangeretin. Extracts at ethanol concentration of 50% showed the highest CRE-mediated transcription activity, which can be attributed to flavonoid glycoside such as hesperidin. From our investigations, flavonoid glycoside can be one of promoters of CRE-mediated transcription activity. (C) 2017 Elsevier GmbH. All rights reserved.

  50. Desorption behavior of various volatile organic compounds from activated carbon in supercritical carbon dioxide: Measurement and kinetic modeling 査読有り

    Ikuo Ushiki, Koichi Kikuchi, Naoto Takahashi, Yoshiyuki Sato, Yasuyuki Ito, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 121 41-51 2017年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2016.11.007  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    The desorption behavior of various volatile organic compounds (VOCs: toluene, acetone, n-hexane, n-octane, methanol, ethanol, 2-propanol, and propylene glycol monomethyl ether) from activated carbon was measured in supercritical carbon dioxide (scCO(2)) using the fixed-bed method at 313-353 K and 10.0-15.0 MPa. The measured behavior strongly depended on the type of VOC, and the CO2 density and volatility of the VOCs were the primary factors influencing this behavior. The desorption behavior was correlated with a kinetic model that assumed material balances in the bulk and pore phases with local adsorption equilibria in the adsorbed phase. The fitting parameters determined using these correlations were reasonably explained by the CO2 density and properties of VOCs, and they provided quantitative information about the desorption phenomena in scCO(2). (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  51. Nutrient recycle from defatted microalgae (Aurantiochytrium) with hydrothermal treatment for microalgae cultivation 査読有り

    Taku Michael Aida, Ryouma Maruta, Yuuhiko Tanabe, Minori Oshima, Toshiyuki Nonaka, Hiroki Kujiraoka, Yasuaki Kumagai, Masaki Ota, Iwane Suzuki, Makoto M. Watanabe, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 228 186-192 2017年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.biortech.2016.12.078  

    ISSN:0960-8524

    eISSN:1873-2976

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    Defatted heterotrophic microalgae (Aurantiochytrium limacinum SR21) was treated with high temperature water (175-350 degrees C, 10-90 min) to obtain nitrogen and phosphorous nutrients as a water soluble fraction (WS). Yields of nitrogen and phosphorous recovered in WS varied from 38 to 100% and from 57 to 99%, respectively. Maximum yields of nitrogen containing compounds in WS were proteins (43%), amino acids (12%) and ammonia (60%) at treatment temperatures of 175, 250 and 350 degrees C, respectively. Maximum yield of phosphorous in WS was 99% at a treatment temperature of 250 degrees C. Cultivation experiments of microalgae (A. limacinum SR21) using WS obtained at 200 and 250 degrees C showed positive growth. Water soluble fractions from hydrothermal treatment of defatted microalgae are effective nitrogen and phosphorous nutrient sources for microalgae cultivation. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  52. Adsorption equilibria of rhodium acetylacetonate with MCM-41, MSU-H, and HMS silica substrates in supercritical carbon dioxide for preparing catalytic mesoporous materials 査読有り

    Ikuo Ushiki, Naoto Takahashi, Taichi Shimizu, Yoshiyuki Sato, Masaki Ota, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 120 240-248 2017年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2016.05.032  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    Adsorption isotherms of rhodium(III) acetylacetonate (Rh(acac)(3)) in supercritical carbon dioxide (scCO(2)) with methanol co-solvent for three types of mesoporous silica (MCM-41, MSU-H, and HMS) at 313-353 K and at 15.0 MPa were measured using a fixed bed method. The measured adsorption equilibria varied among the adsorbent substrates and depended on the specific surface area and pore structure of the adsorbents. The amount of adsorbed Rh(acac)(3) increased with increasing temperature owing to strong effects of the CO2 density. Fitting parameters determined from correlation of the data with the Dubinin-Astakhov (DA) equation demonstrated that the interaction of the precursor for the adsorbents, CO2 density and pore structure of adsorbents were dominant factors in the adsorption equilibria of metal precursors in scCO(2). The impregnation of Rh on the silica supports by a batch method in scCO(2) could be characterized by the DA equation for which E-prec showed correlation with impregnated Rh particle size and W-0,(prec) showed correlation with Rh loading amount. The DA equation is useful for characterizing adsorption equilibria in mesoporous materials with scCO(2) systems and allows estimation of conditions required for impregnating metals into mesoporous silica substrates. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  53. Vapor-liquid distribution coefficients of hops extract in high pressure CO2 and ethanol mixtures and data correlation with entropy-based solubility parameters 査読有り

    Masaki Ota, Satoshi Sugahara, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 434 44-48 2017年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2016.11.011  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Vapor-liquid distribution coefficients (K) of hops extract in high pressure CO2 and ethanol mixture solvents were measured with a flow apparatus at temperatures from 323 to 343 K, pressures from 8 to 10 MPa and feed concentrations of hops extract in ethanol solvent from 0.5 to 5 wt%. Distribution coefficients of beta-myrcene, caryophyllene, humulene, cohumulone, humulone, colupulone and lupulone were found to be independent of feed concentration in ethanol solvent (from 0.5 to 5 wt%) for a given temperature and pressure. Thus, feed composition of hops extract was fixed at 0.5 wt% and both temperature and pressure effects were examined. Pressure dependence of the distribution coefficient could be clearly observed, while the temperature dependence of the distribution coefficients was relatively small. Data could be correlated with the entropy-based solubility parameter model to within 20% deviation in log K. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  54. Nutrient recycle from defatted microalgae (Aurantiochytrium) with hydrothermal treatment for microalgae cultivation 査読有り

    Taku Michael Aida, Ryouma Maruta, Yuuhiko Tanabe, Minori Oshima, Toshiyuki Nonaka, Hiroki Kujiraoka, Yasuaki Kumagai, Masaki Ota, Iwane Suzuki, Makoto M. Watanabe, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith

    Bioresource Technology 234 476-477 2017年

    出版者・発行元:Elsevier Ltd

    DOI: 10.1016/j.biortech.2017.03.071  

    ISSN:0960-8524 1873-2976

    eISSN:1873-2976

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    The authors regret that the values in Table 2 are incorrect. The correct values are shown in the table below. Information needs to be added to the captions of Figs. 1 and 2. The proper figure captions for Figs. 1 and 2 are shown below. The authors would like to apologise for any inconvenience caused.

  55. 超臨界水重質油改質プロセスに向けた水+重質油系相平衡の予測法の開発 査読有り

    寺谷彰悟, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    石油学会論文誌 60 (1) 26-33 2017年1月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1627/jpi.60.26  

    ISSN:1346-8804

  56. Methodology for Replacing Dipolar Aprotic Solvents Used in API Processing with Safe Hydrogen-Bond Donor and Acceptor Solvent-Pair Mixtures 査読有り

    Alif Duereh, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT 21 (1) 114-124 2017年1月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.oprd.6b00401  

    ISSN:1083-6160

    eISSN:1520-586X

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    A methodology is presented that allows hazardous dipolar aprotic solvents used in the pharmaceutical processing industries to be replaced with solvent-pair mixtures that consist of a hydrogen-bond donor (HBD) solvent and a hydrogen-bond acceptor (HBA) solvent. The methodology uses the solubility of the active pharmaceutical ingredient (API) in hazardous solvents to estimate the range of required solubility parameters. and Kamlet-Taft parameters for the API and then intersects these ranges with the solubility parameters and Kamlet-Taft parameters of the solvent-pair mixtures to identify favorable solvent pairs and possible working compositions. Solvent pairs are ranked according to GSK safety and health scores. The methodology was applied to 13 APIs, where it was found that nonaqueous mixtures (ethanol-isopropyl acetate, ethanol ethyl acetate, and ethanol butyl acetate) and aqueous mixtures (water-gamma-valerolactone and water dimethyl sulfoxide) are highly ranked and applicable to many APIs. Solvent pairs were eliminated from consideration due to their inability to simultaneously satisfy Kamlet Taft acidity, basicity, and polarity parameter constraints. The proposed methodology makes it simple to identify and rank HBD HBA solvent-pair mixtures for replacement of dipolar aprotic solvents used in the pharmaceutical processing industries.

  57. Limonene Enhances the cAMP Response Element (CRE)-Dependent Transcriptional Activity Activated via Adenosine A2A Receptor in a Neural- Crest Derived Cell Line, PC-12 査読有り

    Jiro Takito, Masaki Ota, Chisato Oba, Hironori Fujiwara, Kiyoshi Murata, Kikuji Yamaguchi, Nobuyuki Uozumi, Masanori Nakamura, Hiroshi Inomata, Yasushi Ohizumi

    Planta Medica International Open 3 e60-e63 2016年12月

    DOI: 10.1055/s-0042-118778  

  58. Measurement and prediction of phase equilibria of ethylene plus vinyl acetate plus methanol plus poly(ethylene-co-vinyl acetate) systems 査読有り

    Takaaki Nakamura, Ayako Igarashi, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 429 98-106 2016年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2016.08.037  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    This work investigated the solubilities of ethylene in the 10 wt% poly (ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) solutions including vinyl acetate (VA) and methanol which are related to production of EVA. The bubble point pressure (BP) for vapor-liquid equilibrium (VLE) and the cloud point pressure (CP) for liquid-liquid equilibrium (LLE) of ethylene + VA + EVA ternary and ethylene + VA + EVA + methanol quaternary systems were measured at temperatures of 313 K, 343 K, 373 K and at pressures up to 20 MPa with a synthetic method. The experimental results revealed that the BP and CP increased with increasing temperature and ethylene weight fraction, especially the influence of ethylene weight fraction on CP was found to be drastic. The Sanchez-Lacombe equation of state (SL EOS) could correlate the BP data of ethylene + VA + EVA ternary and ethylene + VA + EVA + methanol quaternary systems within 3.6% an average relative deviation. The phase equilibria of the EVA + VA + ethylene ternary system could be predicted over wide polymer concentration ranges by the SL EOS with the determined parameters in the correlations. With increasing pressure, phase behavior changed from VLE at low pressure to vapor-liquid-liquid equilibrium (VLLE) and LLE at high pressures. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  59. Solubility of flavone, 6-methoxyflavone and anthracene in supercritical CO2 with/without a co-solvent of ethanol correlated by using a newly proposed entropy-based solubility parameter 査読有り

    Masaki Ota, Yoshiaki Hashimoto, Megumi Sato, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 425 65-71 2016年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2016.05.009  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Solubility of flavone, 6-methoxyflavone and anthracene in supercritical CO2 with an ethanol co-solvent ranging from 0.05 to 0.40 were measured at 333 K and 22.0 MPa. Solubility of each compound increased with increasing mole fraction of ethanol. Solubility data were correlated with Chrastil equation considering a relationship between fluid density and solubility and compared with newly proposed relations that use an entropy-based solubility parameter (SSP). Among proposed relations, one relation taking temperature dependence into consideration, that included two fitting parameters had absolute relative deviation (ARD) of 3.9% compared to the experimental data and were much more reliable than a relation not taking temperature dependence into consideration within ARD of 7.6%. The expression similar to Chrastil model that included three fitting parameters and considered SSP was the best ARD within 3.6% among the proposed relations. From these correlation results, the SSP can be applied to determine the solubility of substances at high pressure with multicomponent solvent mixtures. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  60. Nutrient recovery from municipal sludge for microalgae cultivation with two-step hydrothermal liquefaction 査読有り

    Taku Michael Aida, Toshiyuki Nonaka, Shinya Fukuda, Hiroki Kujiraoka, Yasuaki Kumagai, Ryoma Maruta, Masaki Ota, Iwane Suzuki, Makoto M. Watanabe, Hiroshi Inomata, Richard Lee Smith

    ALGAL RESEARCH-BIOMASS BIOFUELS AND BIOPRODUCTS 18 61-68 2016年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.algal.2016.06.009  

    ISSN:2211-9264

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    Coupling of hydrothermal treatment methods with microalgae cultivation within a municipal wastewater treatment process can allow internal recycle of chemicals to improve overall waste treatment efficiency and provide biofuel as by-product. In this work, municipal sludge was treated with high temperature water in two steps to selectively recover nutrients and cellulose-rich fractions to avoid Maillard reactions. In the first step, nitrogen and phosphorous compounds were recovered in the liquid product and cellulose was recovered in the solid residue. In the second step, the cellulose-rich solid residue (ca. 60wt%), was treated with sulfuric acid to obtain glucose. Cultivation of a mixotrophic microalgae (Euglena gracilis) and a heterotrophic microalgae (Aurantiochytrium) with the liquid product and the isolated glucose product gave positive growth indicating that the proposed two-step hydrothermal liquefaction process allows production of oils and recycle of nutrients such as sugars, nitrogen and phosphorous derived from municipal sludge. Hydrothermal treatment is an effective solid reduction technique and is a feasible method for recycling nutrients for microalgae cultivation. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  61. A flow cell for measuring X-ray Compton scattering of liquid at temperatures up to 623 K and pressures up to 20 MPa 査読有り

    Takumi Ono, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Koichi Nakahara, Masayoshi Itou, Yoshiharu Sakurai

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 87 (8) 083106 2016年8月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.4960706  

    ISSN:0034-6748

    eISSN:1089-7623

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    A flow-type cell was developed for measuring Compton scattering spectra of heat-sensitive aqueous solution. Compton scattering spectra of water and ethanol were measured in the region from ambient conditions to 623 K and 20 MPa. Compton profiles derived from measurement with the flow-type cell were comparable with those in the literature. Results obtained from the flow-type cell showed that delocalization of electronic charge density of water and ethanol at high temperatures occurred. Delocalization of the electronic charge density of ethanol was greater than that of water at high temperature, which is consistent with the prior works that use proton NMR chemical shifts to describe hydrogen bonding. Published by AIP Publishing.

  62. Adsorption equilibria of volatile organic compounds on various adsorbents in supercritical carbon dioxide: Measurement and analysis by the Dubinin-Astakhov equation 査読有り

    Ikuo Ushiki, Yoshiyuki Sato, Masaki Ota, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 420 58-67 2016年7月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2016.02.007  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Adsorption equilibria of VOCs (toluene, acetone, n-hexane) on various adsorbents (activated carbon, mesoporous carbon, mesoporous silica, and zeolite) in supercritical carbon dioxide were studied. The amount of adsorbed VOC on the adsorbents in supercritical carbon dioxide was measured by a fixed bed method at temperatures from 313 to 353 K and pressures from 4.2 to 15.0 MPa. The measured adsorption equilibria were strongly dependent on VOC species, adsorbent properties and CO2 density, and could be correlated by using the DA (Dubinin-Astakhov) equation. Two fitting parameters determined with the equation provided quantitative information on adsorption phenomena of VOCs on the adsorbents in considerations of the VOCs affinity to the adsorbents, CO2 density, and properties of the adsorbents. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  63. Dynamic properties of methanol–water mixtures at the temperatures up to 476.2 K and at high pressures via molecular dynamics simulation 査読有り

    Takumi Ono, Kyouhei Horikawa, Yuki Maeda, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 420 30-35 2016年7月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1016/j.fluid.2015.12.010  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

  64. ホルムアルデヒド(FA)を主とした化学物質吸入ばく露評価指標としての呼気一酸化窒素(FeNO)および肺機能検査の有用性の検討

    荒川 梨津子, 色川 俊也, 猪股 宏, 小川 浩正, 大河内 眞也, 富樫 晋, 中村 剛, 新國 悦弘, 三浦 絵美里, 黒澤 一

    産業衛生学雑誌 58 (臨増) 418-418 2016年5月

    出版者・発行元:(公社)日本産業衛生学会

    ISSN:1341-0725

    eISSN:1349-533X

  65. Analysis of the Cybotactic Region of Two Renewable Lactone-Water Mixed-Solvent Systems that Exhibit Synergistic Kamlet-Taft Basicity 査読有り

    Alif Duereh, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 120 (19) 4467-4481 2016年5月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.6b03090  

    ISSN:1520-6106

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    Kamlet-Taft solvatochromic parameters (polarity, basicity, acidity) of hydrogen bond donor (HBD)/acceptor (HBA) mixed-solvent systems, water (H2O)-gamma-valerolactone (GVL), methanol (MeOH)-GVL, ethanol (EtOH)-GVI,, H2O-gamma-butyrolactone (GBL), MeOH-GBL, and EtOH-GBL, were measured over their entire composition region at 25 degrees C using UV-vis spectroscopy. Basicity of H2O-GVL and H2O-GBL systems exhibited positive deviation from ideality and synergism in the Kamlet-Taft basicity values. The cybotactic region around each indicator in the mixed-solvent systems was analyzed with the preferential solvation model. Both H2O-GVL and H2O-GBL mixed-solvent systems were found to be completely saturated with mutual complex molecules and to have higher basicity than pure water because water prefers to interact with GVL or GBL molecules rather than with itself. Formation of H2O-GVL and H2O-GBL complex molecules via specific hydrogen bond donor-acceptor interactions were confirmed by infrared spectroscopy. In MeOH-GVL or MeOH-GBL mixed-solvent systems, MeOH molecules prefer self-interaction over that with GVL or GBL so that synergistic basicity was not observed. Synergistic basicity and basicity increase for various functional groups of ten mixed-solvent (water-HBA solvent) systems can be quantitatively explained by considering electrostatic basicity and a ratio of the partial excess HBA solvent basicity with the HBA solvent molar volume that correlate linearly with the preferential solvation model complex molecular parameter (f(12/1)). Analysis of the cybotactic region of indicators in aqueous mixtures with the preferential solvation model allows one to estimate the trends of mixed -solvent basicity.

  66. 藻類由来バイオ燃料の精製に向けた減圧蒸留の検討 査読有り

    菅原啓, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学論文集 42 (2) 42-47 2016年3月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.42.42  

    ISSN:0386-216X

  67. Multicomponent (Binary and Ternary) Adsorption Equilibria of Volatile Organic Compounds (Acetone, Toluene, and n-Hexane) on Activated Carbon in Supercritical Carbon Dioxide 査読有り

    Ikuo Ushiki, Yoshiyuki Sato, Masaki Ota, Hiroshi Inomata

    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH 55 (7) 2163-2173 2016年2月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.iecr.5b04383  

    ISSN:0888-5885

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    The multicomponent (binary and ternary) adsorption equilibria of three volatile organic compounds (VOCs) (acetone, toluene, and n-hexane) on activated carbon were studied under supercritical carbon dioxide (scCO(2)) conditions. The multicomponent adsorption equilibrium data were obtained at 313-353 K and 4.2-10.0 MPa and depended on the affinities of the adsorbates for the adsorbent. The amounts of adsorbed VOCs decreased with increases in the pressure and decreases in the temperature, owing to the effects of the CO2 density. The measured adsorption equilibria were correlated within 5.5% of the average relative deviation to the Dubinin-Astakhov equation using two parameters. These parameters, which were determined based on these correlations, provided information on the multicomponent adsorption equilibria of the VOCs under scCO(2) conditions while considering the interactions between the VOCs and the adsorbent, the bulk phase CO2 density, and the competitive adsorption of the VOCs and CO2 in the adsorbed phase.

  68. Measurements and correlations of density and viscosity for short chain (C1-C3) n-alcohol-water mixtures in the temperature range from 350.7 K to 476.2 K at pressures up to 40 MPa 査読有り

    Takumi Ono, Ryosuke Amezawa, Ayako Igarashi, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 407 198-208 2016年1月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2015.07.012  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Densities and viscosities of short chain (C1-C3) n-alcohol-water mixtures have been measured in the entire range of composition at temperature ranges (350.7 to 476.2 K) and at pressures up to 40 MPa. The Eyring theory for viscosity incorporated with the Patel-Teja (PT) equation of state was applied to the correlation of experimental viscosities, when Redlich-Kister (RK) or van der Waals one fluid (vdW1) mixing rules were applied to mixtures. The two binary interaction parameters of these mixing rules were determined by fitting of viscosity data. Moreover, the density values were also evaluated using the parameters which were determined in viscosity correlation. The Eyring + PT + RK model gave better correlation of viscosities for alcohol-water mixtures within a deviation of 1.5% (3.9% for the Eyring + PT + vdW1 model). The Eyring + PT + RK model was found to be also superior in terms of density evaluation so as to be the deviation within 4.8% (18.7% for the Eyring + PT + vdW1 model). (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

  69. Measurement and prediction of desorption behavior of five volatile organic compounds (acetone, n-hexane, methanol, toluene, and n-decane) from activated carbon for supercritical carbon dioxide regeneration 査読有り

    Naoto Takahashi, Ikuo Ushiki, Yuri Hamabe, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 107 226-233 2016年1月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2015.09.014  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    Measurement and prediction of desorption behavior of five volatile organic compounds (VOCs) (acetone, n-hexane, methanol, toluene, and n-decane) from activated carbon by using supercritical carbon dioxide regeneration were studied. Measurements of the desorption behavior were performed with a fixed bed method at temperatures from 313 to 353 K and pressures from 10.0 to 15.0 MPa. The measured desorption rates varied greatly for each VOC, which could be attributed to differences in two properties, affinity of VOCs for activated carbon and the volatility of VOCs. The measured desorption rates increased with increasing pressure and decreasing temperature, which could be explained by increasing CO2 density. A kinetic model was applied to correlate the desorption behavior. The model demonstrated satisfactory correlations of the desorption behavior with only one fitting parameter. Generalization of the fitting parameter to predict the desorption behavior were also investigated. The proposed prediction model could roughly represent the desorption behavior of VOCs over a wide range of supercritical carbon dioxide conditions. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

  70. Hydrogen bond lifetimes in supercritical methanol–water mixtures via MD simulation 査読有り

    Takumi Ono, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Molecular Physics 114 (20) 2974-2982 2016年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1080/00268976.2016.1213435  

    ISSN:0026-8976

    eISSN:1362-3028

  71. Effect of pore structure on catalytic properties of mesoporous silica supported rhodium catalysts for the hydrogenation of cinnamaldehyde 査読有り

    Taichi Shimizu, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN 104 174-179 2015年12月

    出版者・発行元:INST CHEMICAL ENGINEERS

    DOI: 10.1016/j.cherd.2015.08.004  

    ISSN:0263-8762

    eISSN:1744-3563

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    Rhodium particles for catalyzing the hydrogenation were effectively confined in the mesopores of MCM-41 and MSU-H silica by using supercritical CO2 as impregnation solvent. It was found that the calcination was an important step to control the size of Rh particles, and its influence was strongly dependent on the pore size distribution of mesoporous silica support. The prepared catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption, and transmission electron microscopy (TEM). While irregularly big Rh particles were often found on MCM-41 with smaller pore size (2.7 nm) during calcination at 873 K, homogeneous and small Rh particles were maintained inside MSU-H with relatively larger pore size (8.4 nm). The hydrogenation of cinnamaldehyde using the prepared catalysts was carried out in supercritical CO2. Rh/MSU-H which was calcined at 673 K provided the highest catalytic activity among the studied conditions. The results indicated that the catalyst on the support with larger pore size and smaller size of Rh particles might be desirable to attain higher catalytic activity. (C) 2015 The Institution of Chemical Engineers. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

  72. ホルムアルデヒド(FA)吸入ばく露による気道生体反応指標としての呼気一酸化窒素(FeNO)の有用性について

    荒川 梨津子, 色川 俊也, 富樫 晋, 中村 剛, 小川 浩正, 新國 悦弘, 木内 敬太, 三浦 絵美里, 大河内 眞也, 猪股 宏, 黒澤 一

    産業衛生学雑誌 57 (6) 323-323 2015年11月

    出版者・発行元:(公社)日本産業衛生学会

    ISSN:1341-0725

    eISSN:1349-533X

  73. Measurements of vapor-liquid equilibrium in both binary carbon dioxide-ethanol and ternary carbon dioxide-ethanol-water systems with a newly developed flow-type apparatus 査読有り

    Yuya Maeta, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 405 96-100 2015年11月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2015.07.025  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Vapor-liquid equilibria in binary carbon dioxide-ethanol systems and ternary carbon dioxide-ethanol-water systems were studied at temperatures ranging from 333 to 373 K and pressures up to 12 MPa with arbitrary feed compositions to the ternary systems. In experimental, a system coupled with two back-pressure regulators was newly adopted, which gave flow rate of each gaseous and liquid phase to be alternately regulated by temporal difference and thus also gave a continuous flow rate in each phase at equlilbirum conditions. The results showed that the equilibrium data obtained in the both systems given by the constructed new apparatus agreed well with literature data supported by the conventional analytical methods. Among the conventionally-proposed equation of states (EOS) adopted to the obtained data, the Peng-Robinson EOS coupled with modified Huron-Vidal second mixing rule was found to be feasible for predicting the equilibrium data in the both systems. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

  74. Spectroscopic Analysis of Binary Mixed-Solvent-Polyimide Precursor Systems with the Preferential Solvation Model for Determining Solute-Centric Kamlet-Taft Solvatochromic Parameters 査読有り

    Alif Duereh, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 119 (46) 14738-14749 2015年11月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acs.jpcb.5b07751  

    ISSN:1520-6106

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    Hydrogen bond donor/acceptor mixed-solvent systems for solutes that exhibit strong specific interactions are not readily characterized with methods that depend On solvatochromic parameters. In this work; the reaction of two monomers, 4,4'-oxidianiline (ODA) and pyromellitic dianhydride (PMDA), to form the common engineering plastic precursor, poly(amic acid) (PAA), are studied for the tetrahydrofuran (THF) mixed-solvent Systems (THF-methanol, THF-ethanol, THF-water) with spectroscopy. Solute-centric (SC) Kamlet-Taft solvatochromic (K-T) parameters for the solvent environment around the monomer are determined using a proposed model that incorporates spectroscopically determined local composition (X-L) around the ODA monomer and the preferential solvation Model. For the example reaction to occur under homogeneous conditions, mixed solvent conditions need have I-IBA-rich local compositions (0.30 &lt; X-HBA(L) &lt; 0.83); high solute-centric basicity (beta(SC) &gt; 0.60), high Solute-centric polarity, (pi(SC)* &gt; 0.63), and low solute-centric acidity (alpha(SC) &lt; 0.63). The method developed allows characterization of mixed-solvent effects and can be readily extended to other systems that have strong specific interactions.

  75. VOCs (acetone, toluene, and n-hexane) adsorption equilibria on mesoporous silica (MCM-41) over a wide range of supercritical carbon dioxide conditions: Experimental and theoretical approach by the Dubinin-Astakhov equation 査読有り

    Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 403 78-84 2015年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2015.06.019  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    Adsorption equilibria of three volatile organic compounds (VOCs) (acetone, toluene, and n-hexane) on mesoporous silica (MCM-41) were investigated over a wide range of supercritical and pressurized carbon dioxide conditions. Measurements of the adsorption equilibria were performed with a fixed bed method at temperatures from 313 to 353 K and pressures from 4.2 to 15.0 MPa. The measured adsorption equilibria strongly depended on properties of VOCs, which could be explained by the affinity between the adsorbent and adsorbate. The Dubinin-Astakhov equation demonstrated satisfactory correlations of the adsorption equilibria within 10% of average relative deviation. Two fitting parameters determined with the equation provided quantitative information on adsorption phenomena in considerations of the VOCs affinity to the adsorbents, CO2 density, and pore structure of adsorbents. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

  76. Effects of light intensity and temperature on photoautotrophic growth of a green microalga, Chlorococcum littorale 査読有り

    Masaki Ota, Motohiro Takenaka, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    Biotechnology Reports 7 24-29 2015年9月1日

    出版者・発行元:Elsevier

    DOI: 10.1016/j.btre.2015.05.001  

    ISSN:2215-017X

    eISSN:2215-017X

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    Abstract A highly CO&lt inf&gt 2&lt /inf&gt -tolerant green alga, Chlorococcum littorale, was investigated at temperatures ranging from 8 to 28 °C, light intensities from 30 to 170 μmol m&lt sup&gt -2&lt /sup&gt s&lt sup&gt -1&lt /sup&gt , a constant CO&lt inf&gt 2&lt /inf&gt concentration of 5% (v/v) and atmospheric pressure. The experimental results showed that a specific growth rate μ, defined in terms of cell growth rate under a logarithmic growth phase, increased with temperature up to the maximum value (ca. 22 °C), while the μ decreased at higher temperatures. These promotion and inhibition of the cell growth rate were expressed by both a multiple linear regression and a mathematical model taking account of the Arrhenius activation/deactivation energies. Light intensity affected on the cell growth was independently treated in the mathematical model. The proposed growth model agreed well with the experimental data to within 6.6 %, which provides good correlation for both temperature and light intensity effects on the microalgal cell growth.

  77. 超臨界流体抽出-精留塔による摘果柑橘果皮由来ノビレチンの分離濃縮実験 査読有り

    橋本 吉晃, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 大泉 康, 猪股 宏

    化学工学論文集 41 (5) 293-297 2015年9月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.41.293  

    ISSN:0386-216X

  78. Replacement of Hazardous Chemicals Used in Engineering Plastics with Safe and Renewable Hydrogen-Bond Donor and Acceptor Solvent-Pair Mixtures 査読有り

    Alif Duereh, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING 3 (8) 1881-1889 2015年8月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/acssuschemeng.5b00474  

    ISSN:2168-0485

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    Mixtures of safe and renewable solvents can replace hazardous solvents presently being used in the manufacture of engineering plastics. In this work, a methodology is proposed for identifying solvent-pair mixtures for preparing polymer precursors, with poly(amic acid) (PAA) being studied as an example. The methodology uses a chemical safety index, Hansen solubility parameters and KamletTaft solvatochromic parameters of the pure and solvent-pair mixtures to identify hydrogen bond acceptor (HBA)hydrogen bond donor (HBD) solvent-pair combinations. Ten replacement solvent-pairs for PAA syntheses identified were cyclohexanonemethanol, cyclohexanoneethanol, cyclopentanonemethanol, cyclopentanoneethanol, gamma-butyrolactonemethanol, gamma-butyrolactoneethanol, gamma-butyrolactonewater, gamma-valerolactonemethanol, gamma-valerolactoneethanol, and gamma-valerolactonewater. Homogeneous PAA solutions could be obtained from HBAHBD solvent-pair mixtures when their solubility parameters were within 2129 MPa0.5 and their KamletTaft solvatochromic parameters were pi* (&gt;0.67) and beta (&gt;0.67) for nonaqueous solutions and pi* (&gt;0.68) and beta (&gt;0.59) for aqueous solutions. Replacement solvent-pairs, gamma-valerolactoneethanol, gamma-valerolactonewater, and gamma-butyrolactonewater gave homogeneous precursor solutions that were comparable with commercial solutions prepared with N-methyl-2-pyrrolidone. The proposed methodology and reported solvatochromic parameters make it is possible to identify other solvent-pair mixtures and new solvent-pairs for preparing polymer precursor solutions used in engineering plastics.

  79. Variation of photoautotrophic fatty acid production from a highly CO2 tolerant alga, Chlorococcum littorale, with inorganic carbon over narrow ranges of pH 査読有り

    Masaki Ota, Motohiro Takenaka, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    BIOTECHNOLOGY PROGRESS 31 (4) 1053-1057 2015年7月

    出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL

    DOI: 10.1002/btpr.2099  

    ISSN:8756-7938

    eISSN:1520-6033

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    Photoautotrophic fatty acid production of a highly CO2-tolerant green alga Chlorococcum littorale in the presence of inorganic carbon at 295 K and light intensity of 170 mu mol-photonm(-2)s(-1) was investigated. CO2 concentration in the bubbling gas was adjusted by mixing pure gas components of CO2 and N-2 to avoid photorespiration and -oxidation of fatty acids under O-2 surrounding conditions. Maximum content of total fatty acid showed pH-dependence after nitrate depletion of the culture media and increased with the corresponding inorganic carbon ratio. Namely, [HCO3-]/([CO2]+n[CO32-]) ratio in the culture media was found to be a controlling factor for photoautotrophic fatty acid production after the nitrate limitation. At a CO2 concentration of 5% (vol/vol) and a pH of 6.7, the fatty acid content was 47.8 wt % (dry basis) at its maximum that is comparable with land plant seed oils. (c) 2015 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 31:1053-1057, 2015

  80. Preparation of mesoporous silica supported cobalt catalysts using supercritical fluids for Fischer-Tropsch synthesis 査読有り

    Taichi Shimizu, Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Naoto Koizumi, Hiroshi Inomata

    CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN 95 64-68 2015年3月

    出版者・発行元:INST CHEMICAL ENGINEERS

    DOI: 10.1016/j.cherd.2015.01.005  

    ISSN:0263-8762

    eISSN:1744-3563

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    Cobalt catalysts supported on mesoporous silica for Fischer-Tropsch synthesis were prepared by supercritical CO2 at 333K, 20 MPa with an addition of 10 mol% methanol. Highly dispersed Co particles in mesopores could be observed by TEM for the sample by supercritical CO2 method, while the aggregates of Co particles on external surface of silica were found for the conventional liquid phase impregnation method. Fischer-Tropsch synthesis examined at 503K, 1.1 MPa revealed CO conversion to be 46.7% using the catalyst prepared by supercritical CO2 method, which was about 1.5 times higher than the catalyst prepared by the conventional method. (c) 2015 The Institution of Chemical Engineers. Published by Elsevier BAT. All rights reserved.

  81. 柑橘果皮成分溶剤抽出実験に基づく溶解度パラメータの実験的推定 査読有り

    大田昌樹, 林美佳, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学論文集 41 (2) 73-77 2015年3月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.41.73  

    ISSN:0386-216X

  82. 天然機能性成分の分離濃縮を目的とした超臨界流体抽出-精留プロセスの開発 査読有り

    橋本吉晃, 大田昌樹, 佐藤善之, 大泉 康, 猪股宏

    化学工学論文集 40 (6) 481-485 2014年11月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.40.481  

    ISSN:0386-216X

  83. A kinetic study of organic compounds (acetone, toluene, n-hexane and n-decane) adsorption behavior on activated carbon under supercritical carbon dioxide conditions at temperature from 313 to 353 K and at pressure from 4.2 to 15.0 MPa 査読有り

    Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 95 187-194 2014年11月

    出版者・発行元:ELSEVIER

    DOI: 10.1016/j.supflu.2014.08.021  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    Adsorption kinetics of four volatile organic compounds (VOCs) (acetone, toluene, n-hexane and n-decane) on activated carbon under supercritical carbon dioxide (scCO(2)) conditions was studied. Breakthrough curve measurements of VOCs in scCO(2) were performed with a fixed bed method for activated carbon (ca. mean particles diameter: 100 mu m, specific surface area: 1300 m(2)/g and mean pore diameter: 0.687 nm, respectively). The measured breakthrough curves could be correlated with a kinetic model by using only one fitting parameter (effective diffusion coefficient in pore) within 10% of average relative deviation. The determined effective diffusion coefficient decreased with decreasing temperatures and increasing pressures at all conditions. Additionally, a generalized model of the determined effective diffusion coefficients was developed, and the proposed model could satisfactorily describe temperature and pressure dependence at all VOCs conditions. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

  84. Prediction of VOCs adsorption equilibria on activated carbon in supercritical carbon dioxide over a wide range of temperature and pressure by using pure component adsorption data: Combined approach of the Dubinin-Astakhov equation and the non-ideal adsorbed solution theory (NIAST) 査読有り

    Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 375 293-305 2014年8月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2014.05.004  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

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    A new prediction methodology by using the non-ideal adsorbed solution theory (NIAST) coupled with the Dubinin-Astakhov (DA) equation is proposed for volatile organic compounds (VOCs) (acetone, n-hexane, toluene, methanol and n-decane) adsorption equilibria under supercritical carbon dioxide conditions at temperatures from 313 to 353 K and at pressures from 4.2 to 15.0 MPa. Pure components adsorption data of the each adsorbate were measured by using a gravimetric method, and these pure component data were used to predict the binary systems. The proposed DA-NIAST model could provide accurate predictions at a wide range of temperature and pressure in comparison with the conventional methodologies by combination of the ideal adsorbed solution theory (IAST) and the Langmuir equation. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

  85. Density functional theory study of glyceraldehyde conversion in supercritical water 査読有り

    Tetsuo Honma, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 90 1-7 2014年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2014.03.007  

    ISSN:0896-8446

    eISSN:1872-8162

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    Density functional theory calculations of glyceraldehyde conversion were performed to elucidate the relative reactivity between dehydration and retro-aldol reaction. In this study, structures and energies of the reaction system were determined by B3LYP/AUG-cc-pVDZ level of theory to explore the catalytic role of water molecule. The water-assisted retro-aldol reaction is the most favorable pathway among glyceraldehyde conversion. Water molecule participation in the reaction system lowered the threshold energies for both reaction pathways, suggesting that a water molecule acts as homogeneous catalyst. Comparing the threshold energy values between non-water and water-assisted mechanisms, the threshold energy difference in dehydration was found to be greater than that in the retro-aldol reaction. This large catalytic water influence on the dehydration means that the glyceraldehyde dehydration is more enhanced at fairly higher density conditions. The reaction analysis in terms of water molecule participation can explain the influence of supercritical water density upon the glucose conversion and the catalytic role of water molecule in molecular level. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

  86. 超臨界水重質油改質プロセスに向けた水+重質油系相平衡の測定 査読有り

    松井勇樹, 片山 遼, 田村佑貴, 寺谷彰悟, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏

    石油学会誌 57 (3) 118-124 2014年5月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1627/jpi.57.118  

    ISSN:1346-8804

    eISSN:1349-273X

  87. Insight into the Local Composition of the Wilson Equation at High Temperatures and Pressures through Molecular Simulations of Methanol-Water Mixtures 招待有り 査読有り

    Takumi Ono, Kyouhei Horikawa, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA 59 (4) 1024-1030 2014年4月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/je400744j  

    ISSN:0021-9568

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    Methanol-water mixtures are known to be microscopically inhomogeneous and show nonideal properties at ambient conditions and also at higher temperatures and pressures. To understand the nonideality of methanol-water mixtures, the behaviors of local compositions were studied through evaluating the local mole fractions by the well-known activity coefficient equation, Wilson equation, and by molecular dynamics (MD) simulation at three conditions: 25 degrees C-0.1 MPa, 300 degrees C-25 MPa, and 350 degrees C-25 MPa. The Wilson parameters were redetermined to generate the reference values for the comparison in this study. The deviation of local mole fraction from bulk mole fraction was selected as an indicator for local composition. The deviations by the Wilson equation were positive in all compositions, and its magnitude for water was much larger than that for methanol, which is principally independent of temperature and pressure and was completely supported by the results by MD simulation. The MD simulation provided the dependence of the local mole fraction deviation on the intermolecular distance and indicated that the immediate neighbor in the Wilson local mole fraction approximately corresponds to the distance range from first valley to second peak in the radial distribution function. In addition, the general trends of local mole fraction by MD simulation are similar at ambient and high temperature and pressure conditions, suggesting the applicability of the Wilson equation for methanol-water mixture to high temperature and pressure conditions in terms of representing the local mole fraction.

  88. 二酸化炭素のJoule-Thomson効果を利用した微粒子分散水溶液からの粉体製造 査読有り

    秋元 啓太, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 40 (2) 79-83 2014年3月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.40.79  

    ISSN:0386-216X

  89. 超臨界CO2を溶媒としたRh/CeO2の調整とその自動車排ガス触媒としての応用 査読有り

    清水 太一, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏, 中川 善直, 難波 哲哉

    石油学会論文誌 56 (5) 312-316 2013年9月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1627/jpi.56.312  

    ISSN:1346-8804

  90. Solubility of ethylene in norbornene plus toluene plus cyclic olefin copolymer systems 査読有り

    Yoshiyuki Sato, Naoki Hosaka, Hiroshi Inomata, Keiichi Kanaka

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 352 80-85 2013年8月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2013.05.028  

    ISSN:0378-3812

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    Solubilities of monomer gases in polymer solutions are essential data for developing polymerization processes. In this work, the solubilities of ethylene in cyclic olefin copolymer (COC) solutions including toluene and norbornene which are related to production of COC were investigated. The solubilities of ethylene in toluene + COC and in norbornene + toluene + COC solutions were measured at temperatures of 323 K, 343 K, and 363 K and at pressures up to 5 MPa with a synthetic method. The Sanchez-Lacombe equation of state was applied to the data and it was found that bubble point pressures of the quaternary system could be correlated to within 1.5% with binary interaction parameters. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

  91. Review of CO2-CH4 clathrate hydrate replacement reaction laboratory studies - Properties and kinetics 招待有り 査読有り

    Hiroyuki Komatsu, Masaki Ota, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 44 (4) 517-537 2013年7月

    DOI: 10.1016/j.jtice.2013.03.010  

    ISSN:1876-1070

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    Replacement reactions in clathrate hydrates, for which CO2 is used to replace methane gas trapped in inclusion compounds in the deep sea or permafrost areas, have gained growing attention as a possible method to sequester CO2 and recover natural gas. This review examines research progress in the replacement reactions and analytical methods with special focus on laboratory studies. Methane hydrate dissociation enthalpies, carbon dioxide hydrate dissociation enthalpies, methane hydrate thermal conductivities and thermal diffusivities are tabulated. Methods used to study the CH4-CO2 replacement reaction include material balance (MB), MB with particle size analyzer, MB and Raman, NMR, and magnetic resonance imaging. New analytical methods such as thermo-Raman should be explored in the future to develop a localized picture of the microscopic replacement mechanism including water molecule movement. Combination of these data with molecular simulations will allow new macroscopic models to be developed for use with practical processes for unconventional natural gas. © 2013 Taiwan Institute of Chemical Engineers.

  92. 293.2 Kの液相領域におけるジメチルエーテル+エタノール混合系の誘電物性 査読有り

    保科 貴亮, 笠原 鉱市, 辻 智也, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 39 (4) 267-271 2013年7月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.39.267  

    ISSN:0386-216X

  93. Measurements and Dubinin-Astakhov correlation of adsorption equilibria of toluene, acetone, n-hexane, n-decane and methanol solutes in supercritical carbon dioxide on activated carbon at temperature from 313 to 353K and at pressure from 4.2 to 15.0MPa 査読有り

    Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Fluid Phase Equilibria 344 101-107 2013年4月25日

    DOI: 10.1016/j.fluid.2013.01.014  

    ISSN:0378-3812

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    Adsorption equilibria of five volatile organic compounds (VOCs) (toluene, acetone, n-hexane, n-decane and methanol) on activated carbon in supercritical carbon dioxide were studied. Measurements were performed with a fixed bed method for activated carbon fine particles (ca. 74-147μm diameter), a specific surface area at 1300m2/g and a mean pore diameter, micropore volume of 0.687nm and 0.441cm3/g, respectively. Characteristic adsorption isotherms varied greatly for each VOC that can be attributed to differences in two interactions, VOC and activated carbon, VOC and supercritical carbon dioxide in the bulk phase, respectively. Adsorption amount of each VOC increased with increasing temperature and decreasing pressure. Adsorption isotherm equilibria could be correlated with the Dubinin-Astakhov equation using two parameters within 6.5% of average relative deviation. The parameters of the Dubinin-Astakhov equation were found to be a function of the chemical species, carbon dioxide density and VOC molar volume. These results indicate a possibility of developing a predictive model for the adsorption equilibria. © 2013 Elsevier B.V..

  94. Solubility of ethylene in toluene, norbornene, and toluene plus norbornene mixture 査読有り

    Yoshiyuki Sato, Naoki Hosaka, Hiroshi Inomata, Keiichi Kanaka

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 344 112-116 2013年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2013.01.023  

    ISSN:0378-3812

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    The solubility of monomer gases in polymer solutions is important to analyze and optimize polymerization processes. This work investigated the solubilities of ethylene in organic solvents that are related to the production of cyclic olefin copolymers. Solubilities of ethylene in toluene, norbornene and toluene/norbornene mixtures were measured at temperatures of 323, 343, and 363 K and at pressures up to 5.7 MPa. The solubilities of ethylene increased with increasing pressure and they increased with decreasing temperature. The Peng-Robinson equation of state could correlate the experimental solubilities of binary and ternary systems with binary interaction parameters to within about 3%. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

  95. Water saturation dependence on CO2 sorption capacity of sandstones 査読有り

    Takashi Fujii, Kaori Endo, Satomi Nakagawa, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Shinsuke Nakao, Toshiyuki Hashida

    Energy Procedia (GHGT-11) 37 5360-5366 2013年

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.egypro.2013.06.454  

    ISSN:1876-6102

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    The purpose of this study is to examine the CO2 sorption amount for Kimachi sandstone and Berea sandstone in water-saturated and air-dry states using the pressure decay method (manometric method) at 50 degrees C and pressures of up to 20 MPa and to provide useful information for assessing the effect of water saturation state on sorption behavior of CO2 in host reservoir rocks. (c) 2013 The Authors. Published by Elsevier Ltd.

  96. 超臨界CO2を用いた多孔性シリカの表面修飾 査読有り

    宇敷郁男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 38 (6) 391-396 2012年11月

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.38.391  

    ISSN:0386-216X 1349-9203

    eISSN:1349-9203

  97. Hydrogen bond lifetime in supercritical methanol-water mixture

    Takumi Ono, Yuki Maeda, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    6th Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS2012) 2012年9月27日

  98. 東北大学工学部化学・バイオ工学科の卒業研究について

    猪股 宏

    工学教育 60 (5) 73-74 2012年9月20日

    出版者・発行元:Japanese Society for Engineering Education

    DOI: 10.4307/jsee.60.5_73  

    ISSN:1341-2167

  99. Effect of Impregnation Conditions of Cobalt Nano Particles in Mesoporous Silica Using Supercritical Fluid Solvent 査読有り

    Taichi Shimizu, Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 45 (8) 615-621 2012年8月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.11we242  

    ISSN:0021-9592

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    Cobalt nanoparticles were synthesized in mesoporous silica via a supercritical CO2 impregnation technique using methanol as an entrainer at temperatures from 313 to 353 K, pressures from 20 to 25 MPa, and methanol concentrations from 5 to 20 mol%. The loading of cobalt particles in the materials, as quantified by energy-dispersive X-ray spectroscopy, was found to depend strongly on methanol concentration and slightly on temperature, and was revealed to reach a maximum of 3.8 wt% after calcination at 333 K, 20 MPa, a methanol concentration of 10 mol%, and a fixed reaction time of 5 h. Repeated treatment under the optimized conditions improved the Co loading up to 6.6 wt%, where the Co particles were observed by transmission electron microscopy (TEM) to be in the silica mesopores.

  100. Hydrogen Formation from Biomass Model Compounds and Real Biomass by Partial Oxidation in High Temperature High Pressure Water 査読有り

    Masaru Watanabe, Taku M. Aida, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF THE JAPAN PETROLEUM INSTITUTE 55 (4) 219-228 2012年7月

    出版者・発行元:JAPAN PETROLEUM INST

    DOI: 10.1627/jpi.55.219  

    ISSN:1346-8804

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    Model compounds (glucose and glycerol) and real biomass (sugarcane bagasse and Chlorococcum littorale) were partially oxidized to hydrogen in high temperature high pressure water (120-300 degrees C at saturated pressure of water). Biomass conversion into gas directly by partial oxidation in a one-pot process was considered by use of a catalyst in a batch type reactor. The total gas yield and hydrogen selectivity from all the reactants were low. To improve the gasification efficiency, a two-step process was proposed: partial oxidation of the organic compound into hydrogen precursor (here formic acid) followed by selective decomposition of the intermediate into hydrogen. To clarify the possibility of the process, model compounds (glycerol and glucose) were used. The effects of operation parameters for each step (temperature, water to organic ratio, oxygen to organic ratio, catalyst) were investigated using a batch reactor. For glycerol oxidation at lower temperature (120-160 degrees C), kinetic analysis was performed to clarify the reaction mechanism and formic acid formation. For formic acid decomposition into hydrogen, several metal oxides were carried out to accelerate the reaction rate, and ZnO was found to be effective at 300 degrees C. The yield of hydrogen from the combination of formic acid formation from glucose and hydrogen formation from the oxidized material including formic acid was investigated using a flow apparatus. However, the yield of hydrogen was lower than expected and further improvement of the two-step reaction process is required.

  101. Measurement and Prediction of VOCs Adsorption Equilibria on Activated Carbon in Supercritical Carbon Dioxide 査読有り

    Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    10th International Symposium on Supercritical Fluids P-1302 2012年5月15日

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    Tuesday Poster Session Presentations - II<br /> P-1300 Separation Processes P-1302 <br /> 4:45 pm to 6:30 pm<br /> All posters are on display all day Monday and Tuesday Pacific Concourse is the location of the Poster Sessions, Exhibits and Breaks

  102. 水およびトルエン存在下におけるオイルサンドビチューメン熱分解反応 査読有り

    大里亨平, 加藤 慎之助, 相田 卓, 渡邉 賢, Richard Lee, Smith, Jr, 猪股 宏

    日本エネルギー学会誌 91 (4) 303-310 2012年4月

    DOI: 10.3775/jie.91.303  

    ISSN:0916-8753

  103. Water Saturation Dependence on CO2 Sorption Potential of Sandstones 査読有り

    Takashi Fujii, Kaori Endo, Satomi Nakagawa, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Shinsuke Nakao, Toshiyuki Hashida

    Natural Resources 3 (2) 48-55 2012年2月

    DOI: 10.4236/nr.2012.32008  

  104. Adsorption Behavior of Toluene on Activated Carbon under Supercritical Carbon Dioxide Conditions 査読有り

    Ikuo Ushiki, Takashi Asaka, Yusuke Yoshizawa, Kazunori Kashiwagi, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 45 (12) 931-938 2012年

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.12we095  

    ISSN:0021-9592

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    The adsorption behavior of toluene on activated carbon in the presence of carbon dioxide was measured from 313 to 353 K at 10.0 and 15.0 MPa. The amount of toluene adsorbed increased with increasing temperature and decreasing pressure, which indicates that the density of carbon dioxide has a significant impact. The Langmuir model was applied to investigate the amount of adsorbed toluene at various mole fractions at each isothermal and isobaric condition: The Langmuir constants decreased with increasing carbon dioxide density. A mathematical model was applied to describe the adsorption kinetics with consideration of the equilibrium, diffusion in the solids, axial dispersion, and mass transfer from the bulk of the fluid phase to the surface of the solid. The model provides a good representation of the experimental data with one fitting parameter: the effective diffusion coefficient of toluene in the pores. Additionally, the effective diffusion coefficient strongly depends on the density of carbon dioxide, which implies that the breakthrough curves could potentially be predicted at various conditions.

  105. 超臨界CO2-エントレーナー法による多孔性シリカからのテンプレート剤抽出 査読有り

    宇敷 育男, 寺谷 彰悟, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学論文集 37 (6) 512-517 2011年11月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.37.512  

    ISSN:1349-9203 0386-216X

    eISSN:1349-9203

  106. Preparation of Mesoporous Silica-supported FT Catalysts Using Supercritical Fluids 査読有り

    T. Shimizu, M. Ota, Y. Sato, H. Inomata

    9th International Conference on Separation Science and Technology 2011年10月

  107. Volumetric behavior and solution microstructure of methanol-water mixture in sub- and supercritical state via density measurement and MD simulation 査読有り

    Takumi Ono, Shunsuke Kobayashi, Taka-aki Hoshina, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 302 (1-2) 55-59 2011年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2010.10.005  

    ISSN:0378-3812

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    Densities of methanol-water mixtures at 350 degrees C and 20-35 MPa were measured with a laser-doppler vibrating densimeter. Excess molar volumes of methanol-water mixtures changed from negative to positive as methanol composition increased from X-m = 0 to X-m = 1. The composition dependence of the aqueous solution at high temperature and pressure was investigated from the microscopic viewpoint using molecular dynamics calculations. Characteristic changes, which imply that intermolecular interactions change from relatively attractive to relatively repulsive, were observed in the trends of the radial distribution function, internal energy and self-diffusion coefficients are corresponding to volumetric behavior. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

  108. Effects of nitrate and oxygen on photoautotrophic lipid production from Chlorococcum littorale 査読有り

    Masaki Ota, Yoshitaka Kato, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Rosa Rosello-Sastre, Clemens Posten, Hiroshi Inomata

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 102 (3) 3286-3292 2011年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.biortech.2010.10.024  

    ISSN:0960-8524

    eISSN:1873-2976

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    Effects of oxygen and nitrate on fatty acid/lipid production from a highly CO(2)-tolerant microalgal species Chlorococcum littorale were examined under photoautotrophic conditions of 295 K, a light intensity of 170 mu mol-photon m(-2) s(-1), a bubbling CO(2) concentration of 5% (v/v) and bubbling oxygen concentrations to be volumetrically adjusted by mixing oxygen gas with inert nitrogen gas at concentrations ranging from 0% to 95% (v/v). The results showed that maximum fatty acid content reached ca. 34 wt.% under oxygen-freely bubbling conditions and this value decreased to be ca. 20 wt.% when air-like oxygen concentration of 20% was chosen. This means that degree of the accumulation strongly depended on the level of bubbling oxygen concentrations, which can be a crucial factor after nitrogen depletion in the photoautotrophic culture system. TLC-FID/FPD analyses showed that triglycerides were found to be a dominant lipid class for this accumulation. Crown Copyright (C) 2010 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

  109. Decomposition Kinetics and Recycle of Binary Hydrogen-Tetrahydrofuran Clathrate Hydrate 査読有り

    Hiroki Yoshioka, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Masaru Watanabe, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith, Cor J. Peters

    AICHE JOURNAL 57 (1) 265-272 2011年1月

    出版者・発行元:WILEY

    DOI: 10.1002/aic.12241  

    ISSN:0001-1541

    eISSN:1547-5905

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    Decomposition kinetics and recycle of hydrogen-tetrahydrofuran (H-2-THF) clathrate hydrates were investigated with a pressure decay method at temperatures from 265.1 to 273.2 K, at initial pressures from 3.1 to 8.0 MPa, and at stoichiometric THF hydrate concentrations for particle sizes between 250 and 1000 mu m. The decomposition was modeled as a two-step process consisting of H-2 diffusion in the hydrate phase and desorption from the hydrate cage. The adsorption process occurred at roughly two to three times faster than the desorption process, whereas the diffusion process during formation was slightly higher (ca. 20%) than that during decomposition. Successive formation and decomposition cycles showed that occupancy seemed to decrease only slightly with cycling and that there were no large changes in hydrate structure due to cycling. Results provide evidence that the formation and decomposition of H-2 clathrate hydrates occur reversibly and that H-2 clathrate hydrates can be recycled with pressure. (C) 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 57: 265-272, 2011

  110. CO2掃攻環境に着目した岩石・鉱物のCO2収着挙動に関する研究 査読有り

    藤井孝志, 中川智未, 佐藤善之, 猪股宏, 橋田俊之

    Journal of Mining and Materials Processing Institute of Japan 126 (10-11) 554-559 2010年11月

    出版者・発行元:The Mining and Materials Processing Institute of Japan

    DOI: 10.2473/journalofmmij.126.554  

    ISSN:1881-6118

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    Evaluation of CO<SUB>2</SUB> storage capacity in water saturated reservoir rocks is very complex because various trapping mechanisms that act at different rates are involved and, at times, all mechanisms may be operating simultaneously. Thus, in terms of the water saturated reservoir rocks, a reliable estimate of CO<SUB>2</SUB> storage capacity requires a thorough understanding of the mechanisms of CO<SUB>2</SUB> trapping in this system.<BR>The objective of this study is to provide a fundamental knowledge about interactions among CO<SUB>2</SUB>, water and rock, and contributes to development of standards for CO<SUB>2</SUB> storage capacity estimation in the water saturated reservoir rocks. In this experiment, CO<SUB>2</SUB> sorption was measured for rock samples (quartzose arenite, greywacke, shale, granite and serpentine) , and mineral samples (quartz and albite) in a CO<SUB>2</SUB> rich dense phase at 50ºC and 100ºC, and pressures up to 20MPa, the condition of which is expected to occur mostly during CO<SUB>2</SUB> injection into pores of the water saturated reservoir rocks. The result obtained from the experiment exhibited a significant sorption capacity of CO<SUB>2</SUB> on all of the samples. At 50ºC and 100ºC, quartzose arenite indicated largest sorption capacity among the other samples in higher pressures (>10 MPa) . Furthermore, comparison with model prediction based on the pore filling model, which assumed that pores of the rocks and minerals will be filled with CO<SUB>2</SUB>, suggested the importance of the sorption mechanism in the CO<SUB>2</SUB> geological storage in addition to the pore-filling mechanism.<BR>The present results indicate that the sorption process may have significant and meaningful effect on the assessment of CO<SUB>2</SUB> storage capacity in geological media.

  111. Compact apparatus for rapid measurement of high-pressure phase equilibria of carbon dioxide expanded liquids 招待有り 査読有り

    Yoshiyuki Sato, Naoki Hosaka, Kota Yamamoto, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 296 (1) 25-29 2010年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2009.12.030  

    ISSN:0378-3812

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    A new apparatus based on a synthetic method was developed for phase equilibrium measurements. The characteristic features of the apparatus are its light weight (ca. 288 g), variable-volume with a free piston, position sensing device for the piston, precise pressure and temperature control, and a window for visual observation. The inner volume of the cell can vary from 2.5 to 8.8 cm(3). The cell was constructed from titanium so that the composition of the sample can be determined by direct weighing of the cell. The apparatus was designed for temperatures up to 473 K and pressures up to 25 MPa. To confirm the reliability of the apparatus, vapor-liquid equilibria of the carbon dioxide-methanol system were measured. The estimated uncertainties of temperature, pressure, and composition of carbon dioxide were less than +/- 0.05K, +/- 0.02 MPa, +/- 0.20 wt%, respectively. Bubble-point pressures obtained in this work agreed well with the literature data. Bubble-point pressure data for carbon dioxide with acetone, methyl ethyl ketone (MEK), and methyl isobutyl ketone (MIBE) were measured at temperatures ranging from 313 to 353 K, and could be correlated well with the Peng-Robinson equation of state. The P-x diagrams at a given temperature for acetone, MEK, and MIBK binaries with carbon dioxide were found to be practically identical. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

  112. Heavy oil upgrading in the presence of high density water: Basic study 査読有り

    Masaru Watanabe, Shin-nosuke Kato, Satoshi Ishizeki, Hiroshi Inomata, Richard Lee Smith

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 53 (1-3) 48-52 2010年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2009.11.013  

    ISSN:0896-8446

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    Heavy oil (Canada oil sand bitumen) upgrading in high density water (100 and 200 kg/m(3)) at 723 K was performed by a batch reactor. Yields of asphaltene, maltene, and coke were evaluated. With increasing water density, the rate of coke formation was promoted. To get some hints of coke formation mechanism, the formed coke was observed by scanning electron microscope (SEM). The most part of the coke formed st neat pyrolysis (pyrolysis in the absence of high density water) was coalescent structure of some small coke particles, while that at pyrolysis in the presence of water (200 kg/m(3) of water density) was porous structure that indicated occurrence of phase inversion of coke precursors. Based on the results, the reaction mechanism of the heavy oil upgrading was considered: lighter oil was extracted in high density water and the concentration of light hydrocarbon decreased in a heavier oil phase, while the concentration of heavier oil in the oil phase increased. Thus, the lighter oil decomposed further in high density water phase and the heavier oil in the oil phase combined together to form coke due to its higher concentration. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

  113. Size-controlled recrystallization of fullerene by gas-antisolvent process 査読有り

    Shunsuke Mochizuki, Akira Teramoto, Fuyuko Yamashita, Yasuhiko Kasama, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE 45 (6) 1588-1594 2010年3月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s10853-009-4129-9  

    ISSN:0022-2461

    eISSN:1573-4803

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    Gas-antisolvent (GAS) process using CO2 successfully prepared crystals of fullerene (C-60) from a toluene solution through a precipitation. Particle sizes of precipitated C-60 could be easily controlled by changing the initial pressurization rate of CO2, the temperature at the initial pressurization, and the quantity of C-60. Fullerene particles obtained by GAS method had regular octahedral shapes, whereas the particles obtained by adding liquid ethanol as an antisolvent to C-60 solution did not have such shape. Particle sizes could be changed in a range of 1.0-8.5 mu m by GAS method; they were wider than the range of particles obtained by ethanol addition (0.7-1.8 mu m).

  114. 高温高圧下における密度・粘度同時測定装置の開発

    河崎 祥彦, 小林 俊介, 小野 巧, 保科 貴亮, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2010 437-437 2010年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2010f.0.437.0  

  115. 高温高圧下における密度・粘度同時測定装置の開発

    河崎 祥彦, 小林 俊介, 小野 巧, 保科 貴亮, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2010 440-440 2010年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2010f.0.440.0  

  116. 流通装置によるポリカーボネート高圧蒸気加水分解における流動状態に関する検討

    松尾 康輝, 渡邉 賢, 田村 佑貴, 野村 幸一郎, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2010 444-444 2010年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2010f.0.444.0  

  117. 高密度二酸化炭素のJoule-Thomson効果を利用した微粒子成型法の開発

    秋元 啓太, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏, 木下 暢

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2010 670-670 2010年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2010f.0.670.0  

  118. CO<SUB>2</SUB>地下貯留のための岩石へのCO<SUB>2</SUB>収着挙動に関する研究 査読有り

    藤井孝志, 林 宏飛, 佐藤善之, 菅井裕一, 佐々木久郎, 猪股 宏, 橋田俊之

    資源・素材学会誌 126 (3) 84-94 2010年

    出版者・発行元:The Mining and Materials Processing Institute of Japan

    DOI: 10.2473/journalofmmij.126.84  

    ISSN:1881-6118

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    Sorption isotherms, which describe CO<SUB>2</SUB> storage capacity of rocks, are important for estimating CO<SUB>2</SUB> sequestration potential of geological reservoirs. This study examined CO<SUB>2</SUB> sorption capacity of Kimachi sandstone and Iidate granite in the CO<SUB>2</SUB> rich dense phase, the condition of which is expected to occur mostly in the course of CO<SUB>2</SUB> injection into geological reservoirs because of the displacement of formation water by CO<SUB>2</SUB> pressurization in geological reservoirs as storing CO<SUB>2</SUB> into aquifers, at geological temperature and pressure. CO<SUB>2</SUB> sorption measurements were conducted using both volumetric and gravimetric methods at temperatures of 33∼200°C and pressures up to 20MPa. It was found that Kimachi sandstone and Iidate granite were capable of sorbing CO<SUB>2</SUB> into their internal structures. At 50°C, the amount of CO<SUB>2</SUB> sorption reached the maximum value of 1.4 mmol/g (= 31.4 scc/g) for Kimachi sandstone and 0.7 mmol/g (=15.7 scc/g) for Iidate granite, respectively. Comparison among model predictions (monolayer adsorption, solubility and pore-filling) suggests that the sorption of CO<SUB>2</SUB> onto rock minerals may contribute to a significant portion of the CO<SUB>2</SUB> storage capacity in the course of CO<SUB>2</SUB> injection. <BR>This investigation points out the significance of CO<SUB>2</SUB> sorption onto rock minerals for the possible mechanism in CO<SUB>2</SUB> geological storage.

  119. CO<SUB>2</SUB> sorption characteristics of rocks and minerals in storing CO<SUB>2</SUB> processes 査読有り

    T. Fujii, S. Nakagawa, Y. Sato, H. Inomata, T. Hashida

    Natural Resources 1 1-10 2010年

  120. 超臨界CO2 中溶解度測定による溶質SP 値の実験的推定 査読有り

    佐藤恵, 武田圭右, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学論文集 36 (5) 466-471 2010年

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.36.466  

    ISSN:0386-216X 1349-9203

    eISSN:1349-9203

  121. 抽出実験に基づく超臨界二酸化炭素に対する稀少天然成分の溶解度推定 査読有り

    大田昌樹, 入内島斎, 野村幸一郎, 佐藤善之, 猪股宏

    日本食品科学工学会誌 57 (11) 464-471 2010年

    DOI: 10.3136/nskkk.57.464  

    ISSN:1341-027X

  122. Chemical recycling of polycarbonate in high pressure high temperature steam at 573 K 査読有り

    Masaru Watanabe, Yasuaki Matsuo, Takashi Matsushita, Hiroshi Inomata, Toshiyuki Miyake, Katsuhiko Hironaka

    POLYMER DEGRADATION AND STABILITY 94 (12) 2157-2162 2009年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2009.09.010  

    ISSN:0141-3910

    eISSN:1873-2321

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    Polycarbonate (PC) could be completely decomposed into its monomer, bisphenol A (BPA) with high pressure (not atmospheric pressure) high temperature steam (573 K) in 5 min reaction time. The maximum yield of BPA was about 80 mol% based on the starting PC. PC decomposition at 573 K in liquid water phase near the saturated pressure for the comparison. For 30 min in reaction in liquid water at 573 K residual PC still remained and the BPA yield was about 50% as maximum. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  123. Fatty acid production from a highly CO2 tolerant alga, Chlorocuccum littorale, in the presence of inorganic carbon and nitrate 査読有り

    Masaki Ota, Yoshitaka Kato, Hiromoto Watanabe, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 100 (21) 5237-5242 2009年11月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.biortech.2009.05.048  

    ISSN:0960-8524

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    Photoautotrophic fatty acid production of a highly CO2-tolerant green alga Chlorococcum littorale was investigated in the presence of inorganic carbon and nitrate at 295 K and a light intensity of 170 mu mol-photon m(-2) s(-1). CO2 concentration in the bubbling gas was adjusted by mixing pure gas components of CO2 and N-2 to avoid photorespiration and beta-oxidation of fatty acids under O-2 atmosphere conditions. Fatty acid content was almost constant for the CO2 concentrations ranging from 5% to 50% under nitrate-rich conditions corresponding to the logarithmic growth phase. After nitrate depletion, the content drastically increased with a decrease in CO2 concentration. HCO3-/CO2 ratio in the culture media was found to be a controlling factor for fatty acid production after the nitrate limitation phase. For a CO2 concentration of 5%, the fatty acid content was ca. 34 wt.% at maximum, which is comparable with other land plant seed oils. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  124. Analysis of hydrogen-tetrahydrofuran and hydrogen-cyclopentane binary clathrate hydrate phase equilibria

    Hiroyuki Komatsu, Hiroki Yoshioka, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Richard, L. Smith J

    Proceedings of 5th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation 2009年10月2日

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    The phase equilibrium of the H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + cyclopentane binary clathrate hydrate is important because cyclopentane (CP) has been shown to reduce the equilibrium storage pressures similar to that of tetrahydrofuran (THF). In this work, we apply correlations for the H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + CP binary clathrate hydrate system based on the Gibbs free energy and the Kihara potential. The correlation is also applied to the H2 + THF binary clathrate hydrate system and compared with literature results. It was found that the models could correlate both H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + CP and H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + THF sufficiently. From the calculated hydrogen occupancies and the Langmuir constants of CP and THF, the relationship between hydrate dissociation enthalpy and hydrogen occupancy was studied. The hydrate dissociation enthalpy varied according to phase equilibrium conditions at low pressure. The Langmuir constant of CP was lower than that of THF which implies that the formation of CP clathrate hydrate is more difficult to form than THF clathrate hydrate. As hydrogen occupancies became higher, the hydrate dissociation enthalpies of H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; + hydrocarbon binary clathrate hydrate approached a constant value.

  125. Phase equilibrium of hydrogen + cyclopentane clathrate hydrate 査読有り

    H. Komatsu, H. Yoshioka, M. Ota, Y. Sato, H. Inomata, R. L. Smith J

    5th Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS2009) 2009年10月2日

  126. Carotenoid production from Chlorococcum littorale in photoautotrophic cultures with downstream supercritical fluid processing 査読有り

    Masaki Ota, Hiromoto Watanabe, Yoshitaka Kato, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Richard Lee Smith, Hiroshi Inomata

    JOURNAL OF SEPARATION SCIENCE 32 (13) 2327-2335 2009年7月

    出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH

    DOI: 10.1002/jssc.200900154  

    ISSN:1615-9306

    eISSN:1615-9314

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    Carotenoid production from highly CO., tolerant microalga Chlorococcum littorale in photoautotrophic cultures with downstream supercritical fluid processing was studied. Increasing temperature, increasing light intensity and decreasing CO(2) and O(2) gas concentrations, enhanced growth rate under nitrate-rich conditions. Carotenoid content was insensitive to nitrate concentration, temperature and gas composition, but was greatly promoted by light intensity. Growth rate and carotenoid content had an Optimum light intensity of ca. 120 mu mol-photon . m(-2)s(-1). Separation of two sample cultures was studied by applying supercritical fluid extraction with CO, and 10 mol% ethanol co-solvent. Extraction yield of carotenoids was 90% with 10 mol% ethanol at 333 K and 30 MPa. Selectivity of a sample with less lipid content (12.9 wt%) was five-fold higher than that with higher lipid content (29.4 w%).

  127. Pressure profile separation of phenolic liquid compounds from cashew (Anacardium occidentale) shell with supercritical carbon dioxide and aspects of its phase equilibria 査読有り

    W. B. Setianto, S. Yoshikawa, R. L. Smith, H. Inomata, L. J. Florusse, C. J. Peters

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 48 (3) 203-210 2009年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2008.11.018  

    ISSN:0896-8446

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    Cashew nut shell liquid (CNSL) can be separated from fragmented honeycombed cashew shell material without employing thermal techniques with a pressure profile method that uses supercritical carbon dioxide as solvent. in the method, materials are contacted with CO(2) at elevated pressure (ca. 30MPa) for a given period of time (ca. I h) and then pressure is released before the separation process is begun. Using the method, extraction yields of CNSL of up to 10 times those obtained by usual supercritical fluid extraction were achieved. The CNSL obtained was clear with a yellow-light brown color. Analysis with liquid chromatography of the extracts contained approximately 50 mol% anacardic acids, 29 mol% cardols, and 21 mol% cardanols including mono-, di-, and tri-ene constituents. Phase equilibrium data of the extracted CNSL with CO(2) were measured at temperatures from 25 to 98 degrees C, at pressures from 1.7 to 11 MPa, and at CO(2) weight fractions from 0.0329 to 0.1139. Liquid-liquid-vapor equilibria occurs and the CO(2)-CNSL system has an upper critical end point at 31.13 degrees C and 7.402 MPa. Liquid-vapor equilibrium data were used to develop a model for describing the solubility of the CO(2) in the CNSL phase. Based on calculations with the model, it was found that the temperature has different effects on the solubility depending on the pressure. At low pressures (&lt;ca. 12 MPa), increasing temperature results in a decrease in CO(2) solubility in the CNSL phase. At pressures higher than 20 MPa, increasing temperature results in an increase in CO(2) solubility in the CNSL phase. Conditions that resulted in higher CO(2) solubilities in the CNSL gave high extraction yields. The extraction mechanism of pressure profile method seems to occur by (i) penetration of the CO(2) through the shell material, (ii) dissolution of the CO(2) into the CNSL, (iii) expansion and rupture of the shell matrix due to depressurization that increases mass transfer and phase contact area. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

  128. Effect of Inorganic Carbon on Photoautotrophic Growth of Microalga Chlorococcum littorale 査読有り

    Masaki Ota, Yoshitaka Kato, Hiromoto Watanabe, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    BIOTECHNOLOGY PROGRESS 25 (2) 492-498 2009年3月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/bp.123  

    ISSN:8756-7938

    eISSN:1520-6033

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    The growth rate of a highly CO(2)-tolerant green alga, Chlorococcum littorale, was investigated in semi-batch cultures at a temperature of 22 degrees C, a light intensity of 170 mu mol-photon m(-2) s(-1) and CO(2) concentrations ranging from 1 to 50% (v/v) at atmospheric pressure. In the experiments, solutions were bubbled with CO(2) and N(2) gas mixtures to adjust CO(2) concentrations to minimize the influence Of O(2). Growth rate, which was defined in terms of a specific growth rate p, decreased with increasing CO, concentration at the conditions studied. The inhibition of growth by CO(2) gas could be attributed to the concentration of inorganic carbon in the culture medium. A growth model is proposed where key assumptions are the formation of bicarbonate ion HCO(3)(-) as substrate for algal growth and equilibrium between CO(2) inhibitor. The proposed growth model based on the Monod equation agreed with the experimental data to within 5% and provides better correlation than the conventional inhibition model, especially in the high CO(2) concentration region. (C) 2009 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 25: 492-498, 2009

  129. 分子動力学シミュレーションを用いた高温高圧アルコール水溶液の体積挙動

    小野 巧, 小林 俊介, 保科 貴亮, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 407-407 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009.0.407.0  

  130. 溶融ポリエチレンテレフタレートおよびシクロオレフィンコポリマー中への二酸化炭素の溶解度・拡散係数測定

    松川 信介, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 406-406 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009.0.406.0  

  131. 超臨界CO2存在下のVOC平衡吸着量の推算

    安積 孝, 佐藤 善之, 猪股 宏, 田村 和也, 中村 真

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 397-397 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009.0.397.0  

  132. 高圧水蒸気による脱水縮合系ポリマーのケミカルリサイクルに関する研究

    松尾 康輝, 渡邉 賢, 野村 幸一郎, 保科 貴亮, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 390-390 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009.0.390.0  

  133. 1-1-2 超臨界水-重質油系相平衡予測法の開発(1-1 重質油改質1,Session 1 石炭・重質油等,研究発表)

    寺谷 彰悟, 大田 昌樹, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 18 4-5 2009年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.18.0_4  

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    Vapor-liquid equilibria (VLE) and liquid-liquid equilibria (LLE) for water-decane and water-squalane (C_<30>H_<62>) binary mixtures were correlated by Peng-Robinson Equation of State (PR EoS) at temperatures ranging from 573 to 637 K and pressures ranging from 1.3 to 31.2 MPa. The boiling point and critical constants of squalane were estimated from the specific gravity and molecular weight by using Nji method whose applicability to heavy hydrocarbon had been approved by comparing the prediction accuracy for the literature critical constants of paraffins, naphthenes and aromatics. Introduction of two temperature dependent binary parameters into mixing rules was revealed to provide good correlations and it was also suggested that the temperature dependence of volume binary parameter was omissible to reduce the number of parameters in calculations.

  134. Evaluation of CO2 sorption capacity of rocks using a gravimetric method for CO2 geological sequestration 査読有り

    Takashi Fujii, Yoshiyuki Sato, Hongfei Lin, Hiroshi Inomata, Toshiyuki Hashida

    Energy Procedia (Greenhouse Gas Control Technology-9) 1 (1) 3723-3730 2009年

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.egypro.2009.02.171  

    ISSN:1876-6102

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    Sorption isotherms, which describe CO2 storage capacity of the host rock, are important for estimating the CO2 sequestration potential of geological formations. In this study, the sorption capacity of a sandstone and granite were evaluated experimentally by using a gravimetric method, and the experimental data corrected for the volume of sorbed CO2 phase were compared with storage models (adsorption monolayer, solubility and pore-filling models). The sorption measurement results indicated that CO2 sorption behavior could take place onto silica minerals in CO2-water-rock system, and it further indicated that CO2 sorption onto rocks may play an important role in storing CO2 in subsurface rock masses. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved

  135. Analysis of H2-clathrate hydrate formation kinetics with a phase diffusion model

    Hiroki Yoshioka, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Richard, L. Smith, Cor J. Peters

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings 2008年12月1日

  136. 超臨界二酸化炭素場の融液晶析による有機板状粒子粉体の開発 査読有り

    今木卓弥, 峯浩二, 久保英明, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学論文集 34 (6) 580-586 2008年12月

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.34.580  

    ISSN:0386-216X 1349-9203

  137. ポリエチレングリコールアミンとC60の無溶媒修飾反応 査読有り

    奥山学, 寺本朗, 渡邉賢, 猪股宏

    炭素 235 (235) 268-274 2008年11月

    出版者・発行元:炭素材料学会

    DOI: 10.7209/tanso.2008.268  

    ISSN:0371-5345

  138. Binary Hydrogen-Tetrahydrofuran Clathrate Hydrate Formation Kinetics and Models 査読有り

    Yorihiko Nagai, Hiroki Yoshioka, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith

    AICHE JOURNAL 54 (11) 3007-3016 2008年11月

    出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC

    DOI: 10.1002/aic.11587  

    ISSN:0001-1541

    eISSN:1547-5905

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    Binary H-2-THF clathrate hydrate formation kinetics were investigated with a pressure decay method at temperatures from 266.7 to 275.1 K, at initial pressures from 3.6 to 8.4 MPa, and at stoichiometric THF hydrate concentrations for particle sizes between 212 and 1,400 mu m. Formation rate increased for smaller particle sizes, higher pressures and lower-temperatures. A hydrogen delocalization model and a proposed hydrogen hydrate phase diffusion (HHPD) model were used to analyze the formation mechanisms. The HHPD model assumes that the H-2-THF hydrate phase is formed due to hydrogen adsorption onto the particle surface that is followed by subsequent diffusion of hydrogen into the clathrate hydrate. The HHPD model could express the kinetics quantitatively at the experimental conditions studied. Values of the hydrogen diffusion coefficient in the clathrate hydrate estimated from the bulk data and the phase thickness in the HHPD model agreed well with the literature. (C) 2008 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 54: 3007-3016, 2008

  139. Solublility estimation of Unshu Citrus-peels components in supercritical CO2 using a dynamic extraction model 査読有り

    M. Ota, I. Iriuchijima, Y. Sato, R. L. Smith, Jr, H. Inomata

    Proc. of 8th International Conference on Separation Science and Technology (ICSST08) 2008年10月2日

  140. Effect of metastable zone on supercritical antisolvent crystaliztion for EGDS 査読有り

    H. Inomata, K. Kashiwagi, D. Takahashi, M. Ota, Y. Sato

    Proc. of 8th International Conference on Separation Science and Technology 2008年10月

  141. 高温高圧水中部分酸化によるグルコースからの水素製造技術 (第1報)触媒の選定およびZnOの効果について 査読有り

    高橋 麻耶子, 相澤 雄一, 大田 昌樹, 保科 貴亮, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本エネルギー学会誌 87 (9) 706-712 2008年9月

    DOI: 10.3775/jie.87.706  

    ISSN:0916-8753

  142. 高温高圧水中部分酸化によるグルコースからの水素製造技術(第2報)反応機構およびギ酸の分解速度 査読有り

    高橋 麻耶子, 大田 昌樹, 保科 貴亮, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本エネルギー学会誌, 87 (9) 713-718 2008年9月

    DOI: 10.3775/jie.87.713  

    ISSN:0916-8753

  143. Reaction of cellulose-starch gel mixtures in water at high-temperatures and pressures for developing continuous batch microreactor systems 査読有り

    Yuko Ogihara, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata, Kunio Arai

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 99 (10) 4338-4345 2008年7月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.biortech.2007.08.074  

    ISSN:0960-8524

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    Cellulose-starch gel mixtures (4 wt% cellulose and 4 wt% starch gel) were mixed with water in a 9: 1, water:organic, volume ratios and rapidly heated (ca. 20 s) to high-temperatures (ca. 520 degrees C) and high-pressures (ca. 800 MPa) in 0.04 mu L microreactors to examine their characteristics and reaction products. Contents of the microreactors were observed during the heating with microscopy and residues were analyzed with chromatography and spectroscopy. At high water loading densities (ca. 980 kg/m(3)), heating of either starch gels or cellulose-starch gel mixtures gave a light yellow colored liquid associated with 5-hydroxymethylfurfural along with solid products that had strong absorptions at 1630 and 15 30 cm(-1) associated with aromatic and polycyclic ring compounds. At low water loading densities (&lt;700 kg/m(3)), a brown colored liquid was generated that had an oil-like, paraffinic hydrocarbon character along with gases, but no particles were formed. The cellulose-starch gels studied in this work can possibly be used as feedstocks in continuous batch microreactor systems. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  144. Reaction chemistry and phase behavior of lignin in high-temperature and supercritical water 査読有り

    Zhen Fang, Takafumi Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata, Kunio Arai, Janusz A. Kozinski

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 99 (9) 3424-3430 2008年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.biortech.2007.08.008  

    ISSN:0960-8524

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    Decomposition of organosolve lignin in water/phenol solutions was studied in a 50 nL micro-reactor coupled with optical, Raman and infrared microscopies at temperatures up to 600 degrees C and water densities up to 1165 kg/m(3). It was found that when phenol was used with {lignin + water} mixtures that a homogenous phase was formed that seemed to promote the decomposition of lignin into phenolic fragments by hydrolysis and pyrolysis. Phenol, along with the homogenous reaction conditions also inhibited re-polymerization of the phenolics and promoted oil formation. On the other hand, in the absence of phenol, lignin remained as a heterogeneous phase with water over the range of conditions studied. The homogeneous conditions and conditions for inhibiting char formation by phenol were elucidated and it was found that mixtures of phenol and lignin become homogeneous at 400-600 degrees C and high water densities of 428-683 kg/m(3). corresponding to maximum pressures of 93 MPa. These results were further used to propose reaction paths. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  145. Catalytic hydrothermal gasification of cellulose and glucose 査読有り

    Zhen Fang, Tomoaki Minowa, Chun Fang, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata, Janusz A. Kozinski

    INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY 33 (3) 981-990 2008年2月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/j.ijhydene.2007.11.023  

    ISSN:0360-3199

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    An optical micro-reactor (50nL), an autoclave (120mL), and a flow reactor (11.3ml.) were used to study the catalytic hydrothermal gasification of cellulose and glucose. In the micro-reactor experiments, Ni catalyst had a low gasification rate, but 96 wt% rate (35 mo1% H-2) was achieved in the autoclave when Ni/silica-alumina and cellulose were mixed well during slow heating to 350 degrees C (30 min). It was found from the micro-reactor that cellulose completely dissolved in water at 318 degrees C upon fast heating, and that Pt was the most active catalyst for glucose reactions. Gasification of glucose with Pt/gamma-alumina catalyst was examined in flow experiments, where it was found that 67 wt% gasification rate (with up to 44 mol% H-2) could be obtained at 360 degrees C and 30 MPa. (C) 2007 International Association for Hydrogen Energy. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

  146. 高温高圧領域における水-アルコール混合系の体積挙動の推算手法の検討

    小林 俊介, 保科 貴亮, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 170-170 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008f.0.170.0  

  147. 柑橘果皮の高効率分画のための溶解度パラメーター指標のシステム設計

    大田 昌樹, 佐藤 恵, 林 美佳, 入内島 斎, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 373-373 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008f.0.373.0  

  148. 超臨界流体を用いた貧溶媒化(GAS)法によるフラーレン微粒子の晶析および粒径操作

    望月 俊介, 寺本 朗, 佐藤 善之, 猪股 宏, 山下 冬子, 笠間 泰彦

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 359-359 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008f.0.359.0  

  149. 超臨界二酸化炭素によるポリマー溶液の膨潤挙動

    佐藤 恵, 山本 浩太, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 374-374 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008f.0.374.0  

  150. 3-61 緑藻Chlorococcum littoraleのエネルギー成分の生産に与える通気ガス組成および培地N源の影響((14)生産・メタン発酵,Session 3 バイオマス等)

    久保 圭輔, 加藤 義隆, 大田 昌樹, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 17 192-193 2008年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.17.0_192  

  151. P-212 高温高圧水中部分酸化によるグルコースからの水素製造反応のメカニズム解明に関する研究(ポスター発表)

    渡邉 賢, 高橋 麻耶子, 猪股 宏

    バイオマス科学会議発表論文集 3 78-79 2008年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jiebiomassronbun.3.0_78  

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    高温高圧水中での部分酸化反応を利用する事で、300℃という低温においてもメタンを副生することなくグルコースから比較的高収率で水素を製造できることを見出した。本反応では酸化亜鉛と過酸化水素の併用が有効であった。反応機構の理解とそれに基づく最適条件の探索のために、本研究では酸化亜鉛を添加した場合と添加しなかった場合とについて、300℃におけるグルコースの酸化反応を行ない、特に水熱条件でのグルコース酸化反応において水素の前駆体として最有力候補と考えられるギ酸の生成について検討を行なった。また、ギ酸の分解における酸化亜鉛の効果を定量的に把握するため、反応温度を変化させてギ酸分解反応について検討した。これらの検討の結果、当該反応ではギ酸が中間体である可能性が示唆され、また酸化反応およびギ酸分解反応とも触媒表面上で進行している可能性が示唆された。

  152. Ethylene Grycol Di-Stearate (EGDS) micrometer size crystal formation by using supercritical CO<inf>2</inf>

    Hiroshi Inomata, Kazunori Kashiwagi, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings 2008年

  153. Hydrogen production reaction with a metal oxide catalyst in high pressure high temperature water 査読有り

    Masaru Watanabe, Mayako Takahashi, Hiroshi Inomata

    JOINT 21ST AIRAPT AND 45TH EHPRG INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH PRESSURE SCIENCE AND TECHNOLOGY 121 2008年

    出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD

    DOI: 10.1088/1742-6596/121/8/082008  

    ISSN:1742-6588

    eISSN:1742-6596

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    Hydrogen production from biomass was attempted in high pressure high temperature water at 573 K by adopting partial oxidation to increase the yield of H-2 via CO production in the presence of ZnO. The results revealed that an addition of H2O2 as an oxidant to the reaction of glucose and sugarcane bagasse brought about the trend of increasing the yields of H-2, CO, and CO2. However, the sensitivity of H-2 yield on H2O2 amount was different from those of CO and CO2, namely the excess amount of H2O2 tends to decrease the H-2 yield with giving a maximum at a certain H2O2 amount. These indicated that the controllability of partial oxidation would be a key factor for maximizing the H-2 yield through biomass conversion by partial oxidative gasification in high pressure high temperature water

  154. Laser-Doppler vibrating tube densimeter for measurements at high temperatures and pressures 査読有り

    Tsutomu Aida, Ai Yamazaki, Makoto Akutsu, Takumi Ono, Akihiro Kanno, Taka-Aki Hoshina, Masaki Ota, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 78 (11) 115111-1-3 2007年11月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2805615  

    ISSN:0034-6748

    eISSN:1089-7623

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    A laser-Doppler vibrometer was used to measure the vibration of a vibrating tube densimeter for measuring P-V-T data at high temperatures and pressures. The apparatus developed allowed the control of the residence time of the sample so that decomposition at high temperatures could be minimized. A function generator and piezoelectric crystal was used to excite the U-shaped tube in one of its normal modes of vibration. Densities of methanol-water mixtures are reported for at 673 K and 40 MPa with an uncertainty of 0.009 g/cm(3). (c) 2007 American Institute of Physics.

  155. Macro and microscopic CH4-CO2 replacement in CH4 hydrate under pressurized CO2 査読有り

    Masaki Ota, Takeomi Saito, Tsutomu Aida, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    AICHE JOURNAL 53 (10) 2715-2721 2007年10月

    出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC

    DOI: 10.1002/aic.11294  

    ISSN:0001-1541

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    CH4-CO2 replacement in CH4 hydrate with high pressure CO2 was studied with in-situ laser Raman spectroscopy at 273.2 K and at initial pressures of 3.2, 5.4, and 6.0 MPa. Replacement rates increased with increasing pressures up to 3.6 MPa and did not change at higher pressures (similar to 6.0 MPa). These results showed that the replacement rates were dependent on pressure and phase conditions with the driving force being strongly related to fugacity differences of the two guest components between fluid and hydrate phases. When CH4 hydrate was contacted with CO2 under flow conditions, in-situ Raman measurements of the hydrate phase showed differences of cage decomposition rates between the Medium-cage (M-cage) and the Small-cage (S-cage) in the CH4 hydrate with decomposition of the M-cage being faster than that of the S-cage. The van der Waals-Platteeuw model was applied to the measurements of the transient data and it is shown that the theory allows estimation of occupancies of each component during replacement. (c) 2007 American Institute of Chemical Engineers.

  156. Direct observation of polyvinylchloride degradation in water at temperatures up to 500 degrees C and at pressures up to 700 MPa 査読有り

    Yorihiko Nagai, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata, Kunio Arai

    JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE 106 (2) 1075-1086 2007年10月

    出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC

    DOI: 10.1002/app.26790  

    ISSN:0021-8995

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    Degradation of polyvinylchloride (PVC) in high-temperature and supercritical water was studied with a hydrothermal diamond anvil cell to determine phase change characteristics of the reacting polymer with respect to water density. During the reaction period of 500 s, at temperatures between 400 and 500 degrees C and at water den sities from 0 to 930 kg/m(3), PVC particles exhibited clearly defined spreading on the anvil surface that was defined as spread time, S,. The spread times decreased with increasing temperature and the values increased with increasing water density. Analysis of the residues with infrared spectroscopy showed the presence of both polyenes and polyols, whose formation was correlated with water density. From the analyses, nucleophilic substitution of PVC in water was found to be promoted at low temperatures (similar to 400 degrees C) and high water densities (&gt; 830 kg/m(3)), whereas the ionic chain dechlorination was promoted at high temperatures (&gt; similar to 450 degrees C) and low water densities (similar to 750 kg/ m(3)). A reaction pathway is proposed that shows -OH nucleophilic substitution in competition with ionic chain reaction for dechlorination both of which vary with water density. (C) 2007 Wiley Periodicals, Inc.

  157. Interfacial tension between water and high pressure CO2 in the presence of hydrocarbon surfactants 査読有り

    Takashi Akutsu, Yoshinori Yamaji, Hirokazu Yamaguchi, Masaru Watanabe, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 257 (2) 163-168 2007年8月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2007.01.040  

    ISSN:0378-3812

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    Interfacial tension of water-CO2 interface was measured by pendant drop method in the presence of a surfactant of various concentrations. The surfactants used were three surfynols which are non-ionic blanched hydrocarbon with different length of the alkyl side chain. Prior to the interfacial tension measurements, the solubility of the surfynols in CO2 were determined from cloud point method. The measured interfacial tensions indicated that an addition of small amount surfactant did reduce the interfacial tension. The interfacial activities of surfactants were evaluated from the slope of the interfacial tension reduction curve against the surfactant concentration and rationalized in terms of the molecular natures such as hydrophobic alkyl chain length. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

  158. The role of local structure on formic acid decomposition in supercritical water: A hybrid quantum mechanics/Monte Carlo study 査読有り

    Tetsuo Honma, Hiroshi Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 257 (2) 238-243 2007年8月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2007.04.001  

    ISSN:0378-3812

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    We explored water-assisted decompositions of formic acid in supercritical water in terms of local structure near reactant. A hybrid quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) simulation used in this paper includes QM part as first solvation shell members around the reactant. A present QM/MM approach can simulate supercritical water solution with a reasonable computational load while keeping the simulation preciseness because a density functional theory of B3LYP/6-31+G(d) level was iterated at every 1000 Monte Carlo solute moves. The formic acid converts mainly decarboxylation by water-assisted mechanism, and the coordinated water molecules play an important role for understanding supercritical water density dependence of the reaction. We analyzed a contour map based on the solute-solvent interaction energy along with the reaction pathway. Coordinated water molecule restricted the dehydration pathway by means of hydrogen bond with formic acid, however, the coordinated water promotes the decarboxylation pathway by means of stabilization of the transition state structure with one catalytic water molecule. The contour map of the pair interaction energy along the reaction path elucidates the role of local structure on reactions in supercritical water. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

  159. Evaluation of CO2 sorption capacity of granite for CO2 geological sequestration

    T. Fujii, Y. Sato, H. Lin, K. Sasaki, T. Takahashi, H. Inomata, T. Hashida

    WATER DYNAMICS 898 (1) 79-83 2007年4月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.2721254  

    ISSN:0094-243X

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    Anthropogenic effects on climate can be mitigated through various measures. Among them being CO2 sequestration into geological reservoirs including deep saline aquifers, depleted oil/gas reservoirs and coal seams are interested in a powerful means for drastically reducing emissions of CO2- When CO2 would be injected into geological reservoir, it should be necessary to know the potential of CO2 storing into the reservoir. In this study, amount of CO2 sorption of granite was to evaluate experimentally at temperatures 50, 70, 100 and 200 degrees C and pressure up to 20 MPa using a magnetic suspension balance (MSB), which allows to measure under supercritical condition. As a result,we confirmed that the granite have the potential of CO2 sorption. Sorption isotherms obtained from the MSB experiment showed that amount of CO2 sorption increased with the increasing pressure and decreased with the increasing temperature for all experimental conditions. Especially, amount of CO2 sorption at 50 degrees C compared with that at other temperatures (70, 100 and 200 degrees C) increased rapidly in the vicinity of the critical state. In addition, the granite showed a maximum of CO2 sorption into granite could reach up to about 1.0% by weight at 50 degrees C and 14.4NMa. The present results may provide a fundamental knowledge for the development of CO2 geological sequestration technology.

  160. Acrolein synthesis from glycerol in hot-compressed water 査読有り

    Masaru Watanabe, Toru Lida, Yuichi Aizawa, Taku M. Aida, Hiroshi Inomata

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 98 (6) 1285-1290 2007年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.biortech.2006.05.007  

    ISSN:0960-8524

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    Glycerol conversion was conducted in hot-compressed water (HCW: 573-673 K, 25-34.5 MPa) using a batch and a flow apparatus and the influences of temperature, H2SO4, glycerol concentration, and pressure, were examined. The yield of acrolein was enhanced by higher glycerol and H2SO4 concentration, and higher pressure. Approximately 80% selectivity of acrolein was obtained at 90% of glycerol conversion with an acid catalyst in supercritical condition (673 K and 34.5 MPa). The rate constant of acrolein decomposition was always higher than that of acrolein formation in the absence of acid catalyst but the rate constant of acrolein formation could be overcome that of acrolein decomposition by addition acid in supercritical condition. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  161. Solubility, swelling degree and crystallinity of carbon dioxide-polypropylene system 査読有り

    Zhigang Lei, Hideo Ohyabu, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Richard L. Smith

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 40 (3) 452-461 2007年4月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2006.07.016  

    ISSN:0896-8446

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    Solubilities are reported for carbon dioxide (M) in polypropylene (PP) at temperatures from 313.2 to 483.7 K and at pressures up to 25 MPa. Buoyancy corrections required in the data reduction were estimated with the Sanchez and Lacombe equation of state (S-L EOS). Solubilities of CO2 in molten state PP could be correlated to within 5% for both the S-L EOS and the group-contribution lattice-fluid equation of state (GCLF EOS). The change in crystallinity of rubbery state PP with CO2 dissolution into the polymer was predicted with the GCLF EOS and the solubility data under the assumption that CO2 could dissolve only in the amorphous regions. The trend of the estimated crystallinity with CO2 dissolution into the polymer was consistent with results in the literature. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

  162. 超臨界流体を注入した高分子材料の溶融粘度の連続測定

    大藪 英雄, 林 拓道, 猪股 宏

    成形加工 19 (2) 94-97 2007年2月20日

    出版者・発行元:The Japan Society of Polymer Processing

    DOI: 10.4325/seikeikakou.19.94  

    ISSN:0915-4027

  163. 二酸化炭素の解離状態を考慮した微細藻類の細胞増殖モデルの構築

    大田 昌樹, 加藤 義隆, 保科 貴亮, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2007 752-753 2007年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2007f.0.752.0  

  164. P213 部分酸化を併用した高温高圧水中での反応によるバイオマスからの水素製造の基礎的検討(ポスター発表)

    高橋 麻耶子, 相澤 雄一, 渡邉 賢, 猪股 宏

    バイオマス科学会議発表論文集 2 66-67 2007年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jiebiomassronbun.2.0_66  

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    Hydrogen production from glucose in hot-compressed water was experimentally studied at 250〜350℃. It was found that an addition of ZnO as catalyst and H_2O_2 as an oxidant brought about an increase in the yields of CO_2, CO, and H_2. The yields of CO_2 and CO proportionally increased with increasing the amount of H_2O_2, whereas H_2 yield decreased above a certain amount of H_2O_2. The influences of temperature on the gas yields were revealed to be not so significant under the condition in this study. However, it would be noted that the H2 yield was higher at the lower the oxidant addition at all the temperature. Now we are studying on the reaction mechanism and the optimization of the process.

  165. P107 微細藻類のカスケード利用に関する基礎的研究(ポスター発表)

    渡辺 浩基, 大田 昌樹, 加藤 義隆, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    バイオマス科学会議発表論文集 2 60-61 2007年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jiebiomassronbun.2.0_60  

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    Microalgae can be regarded as potential biomass resources because of their rapid growth and simple constituents. For utilization the microalgae as biomass, it must be clarified what are controlling the growth rate and the composition of constituent component in microalgae cultivations. In addition, effective utilization may require the cascade processes consisting of separation of valuable components from microalgae and conversion of residuals to useful components. This study was conducted by using Chlorocuccum littorale as a microalga. The experiments were conducted to firstly study the effects of culture conditions (temperature, gas composition and irradiance) on both the cell growth rate and carotenoid productivity and to secondly apply the supercritical CO_2(sc-CO_2) extraction to caroteniods separation from freeze-dried microalgae. The results revealed that the cell growth rate was enhanced by elimination of O_2 from aeration gas and decrease of brightness of light, and that the sc-CO_2 extraction exhibited lower carotenoid selectivity and higher extraction yield with adding ethanol as an entrainer.

  166. 0542 CO_2地中貯留固定化に関連した岩石のCO_2収着量に関する評価(S52-2 温室効果ガス排出抑制技術(2),S52 温室効果ガス排出抑制技術)

    藤井 孝志, 佐藤 善之, 林 宏飛, 佐々木 健太, 高橋 亨, 猪俣 宏, 橋田 俊之

    年次大会講演論文集 2007 113-114 2007年

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2007.3.0_113  

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    Anthropogenic effects on the climate can be mitigated through various artificial measures. Amongst others CO_2 sequestration on geological reservoirs including deep saline aquifers, depleted oil/gas reservoirs, and coal seams is expected to provide a powerful means for drastically reducing emissions of CO_2 to the atmospheric. It may be an important step to understand the capacity of the host reservoir rock for CO_2 storage in order to assess the potential of CO_2 geological sequestration. In this study, CO_2 sorption capacity of rocks (granite, sandstone and natural quartz) under air dry condition was evaluated experimentally at temperatures of 50 and 100℃, and pressures up to 20MPa using a magnetic suspension balance (MSB), which allows us to measure the rock weight under the presence of supercritical CO_2. The CO_2 sorption isotherms of the rocks obtained showed that the CO_2 sorption capacity increased with the increasing pressure and decreased with the increasing temperature. Especially, the CO_2 sorption isotherms of the natural quartz were nearly the same as that of the granite. The present experimental results obtained from the weight measurements suggest that the sorption of CO_2 onto silica minerals may be the important mechanism for the CO_2 storage in reservoir rocks.

  167. Effects of gas compositions on the productivity of biomass and intra-cellular fatty acids in a green alga Chlorococcum littorale under the photoautotrophic conditions

    Masaki Ota, Hiromoto Watanabe, Yoshitaka Kato, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Richard, L. Smith, Hiroshi Inomata

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings 2006年12月1日

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    The effects of gas composition on the productivity of biomass and intra-cellular fatty acids were investigated in semi-batch cultures of a green alga Chlorococcum littorale (C. littorale) with gas flowing at 100 ml/min under the conditions of temperature of 22 °C and light intensity of 4200 Ix. Growth rates were enhanced and total fatty acids contents increased by flowing an O2-free gas mixture of 2% CO2 and 98% N2. This suggested that the removal of dissolved oxygen lead to promotions of both growth and fatty acids production. It was also found that fatty acids tended to be accumulated under nitrogen deficient conditions in the culture medium based on artificial sea water. Under these photoautotrophic conditions without oxygen in the gas mixtures, the productivity of fatty acids by photosynthesis were more than the oil palm seed used as a main resource of biodeisel, which implies the feasibility of algal oil for biodiesel.

  168. Carotenoids extraction from Japanese persimmon (Hachiyakaki) peels by supercritical CO2 with ethanol 招待有り 査読有り

    Mayako Takahashi, Hiromoto Watanabe, Junko Kikkawa, Masaki Ota, Masaru Watanabe, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Nohuyuki Sato

    ANALYTICAL SCIENCES 22 (11) 1441-1447 2006年11月

    出版者・発行元:JAPAN SOC ANALYTICAL CHEMISTRY

    DOI: 10.2116/analsci.22.1441  

    ISSN:0910-6340

    eISSN:1348-2246

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    The extraction of carotenoids from Japanese persimmon peels by supercritical fluid extraction (SFE), of which the solvent was CO2, was performed. In order to enhance the yield and selectivity of the extraction, some portion of ethanol (5 - 20 mol%) was added as an entrainer. The extraction temperature ranged from 313 to 353 K and the pressure was 30 MPa. The effect of temperature on the extraction yield of carotenoids was investigated at 10 mol% of the ethanol concentration in the extraction solvent, and a suitable temperature was found to be 333 K among the temperatures studied with respect to the carotenoid yield. With increasing the entrainer amount from 0 to 10 mol% at a constant temperature (333 K), the carotenoid yield in the extraction was improved, whereas the selectivity of the extracted carotenoids was drastically depressed. We also conducted qualitative and quantitative analyses for the carotenoid components in the extract by HPLC, and analyzed the extraction behavior of each individual carotenoid (alpha-carotene, beta-carotene, beta-cryptoxanthin, lycopene, lutein, and zeaxanthin). The selectivity of each carotenoid changed with the elapsed time and its time evolution was dependent on the carotenoid component, indicating that the location profile and the content can be important factors to understand the SFE behavior of each carotenoid in persimmon peels.

  169. Decomposition of a long chain saturated fatty acid with some additives in hot compressed water 査読有り

    Masaru Watanabe, Toru Iida, Hiroshi Inomata

    ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 47 (18-19) 3344-3350 2006年11月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/j.enconman.2006.01.009  

    ISSN:0196-8904

    eISSN:1879-2227

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    Stearic acid (C17H35COOH: C-17-acid) was treated using a batch reactor with supercritical water (SCW) of 673 K and 0.17 g/cm(3\) for 30 min. In SCW, C-17-acid was stable (2% conversion) and the main products were CO2 and C-16 alkene. An addition of alkali hydroxide (NaOH and KOH) in the SCW reaction enhanced the decarboxylation of C-17-acid with the main products being CO2 and C-17 alkane. Metal oxides (CeO2, Y2O3 and ZrO2) enhanced the decarboxylation of C-17-acid and the main products were C02 and C16 alkene. Based on the results, the reaction mechanism was proposed. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  170. Synthesis of nanophased metal oxides in supercritical water: Catalysts for biomass conversion 査読有り

    Caroline Levy, Masaru Watanabe, Yuichi Aizawa, Hiroshi Inomata, Kiwamu Sue

    INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED CERAMIC TECHNOLOGY 3 (5) 337-344 2006年10月

    出版者・発行元:BLACKWELL PUBLISHING

    DOI: 10.1111/j.1744-7402.2006.02100.x  

    ISSN:1546-542X

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    Nanoparticles of zinc oxide-based materials (ZnO, ZnAl2O4) with various morphologies were synthesized in supercritical water (SCW) with a flow-type apparatus and in sub- and supercritical water with a batch reactor. In the flow-type apparatus, smaller particles were obtained. Depending on the precursors, the morphology of crystallites is rod, hexagonal, or rectangular shaped. ZnAl2O4 was synthesized with a high specific surface area (S-BET) reaching 210 m(2)/g and nanocrystallite sizes &lt;= 10 nm. The KOH concentration played a major role in the formation of ZnO and ZnAl2O4 phases. Then, the synthesized materials were used as catalysts for the biomass conversion by the oxidation process to produce hydrogen.

  171. Gas temperature rise in a high-pressure gas tube by an adiabatic compression 招待有り 査読有り

    Hiroyuki Nakabayashi, Hiroshi Inomata, Toru Nagasaka, Shigeru Tsuchiya

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 39 (9) 987-993 2006年9月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.39.987  

    ISSN:0021-9592

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    Serious fire accidents have occurred in oxygen supplying systems in which an adiabatic compression of oxygen has been identified as an ignition source. For exploring the ignition mechanism of oxygen compression, a fluid flow in a tube having a closed end has been studied by experimental and CFD approaches. The simulation results on gas pressure history are in good agreement with the experimental results; whereas the simulated gas temperature history was not in agreement with the experimental results. Ignition tests for a small sample piece placed at the end of the tube were conducted under the same adiabatic compression conditions. Nylon 6,6 and PTFE are used as the polymeric samples. The ignitions for Nylon 6,6 samples have been observed more frequently with higher initial pressures. It should be also noted that the maximum temperature simulated by CFD at the initial pressure of 25 MPa is close to the autogenous ignition temperature of Nylon 6,6, suggesting that the gas temperature simulated by CFD would be more realistic than that in experimental results because of the difficulty in keeping the adiabatic condition in experiments.

  172. 3-66.微細藻類の高効率生産に及ぼす環境因子の影響((15)微生物,Session 3 バイオマス等)

    大田 昌樹, 加藤 義隆, 渡辺 浩基, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 15 233-234 2006年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.15.0_233  

  173. 3-17.部分酸化を併用したバイオマスの高温高圧水中ガス化反応の触媒依存性((4)ガス化4,Session 3 バイオマス等)

    渡邉 賢, 高橋 麻耶子, 相澤 雄一, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 15 139-140 2006年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.15.0_139  

  174. P215 ZnO触媒を用いた高温高圧水中における水素生成反応

    相澤 雄一, 渡邉 賢, 猪股 宏

    バイオマス科学会議発表論文集 1 86-87 2006年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jiebiomassronbun.1.0_86  

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    Hydrogen production from biomass in hot-compressed water was attempted at a lower temperature (300℃). It was found that ZnO was effective for production of H_2 from glucose, however, H_2 yield (=the produced amount of H_2/(the number of 2H molecule in the reactant) was only a few percent. Partial oxidation was attempted to increase the yield of H_2 via CO production because ZnO is an effective catalyst also for water-gas shift reaction. As a result, an addition of H_2O_2 to the reaction of glucose and sugarcane bagasse in hot-compressed water brought about the increase of yields of CO_2, CO, and H_2. The amount of added H_2O_2 affected the yield of all the gaseous products (CO_2, CO, and H_2): CO_2 and CO yields proportionally increased with increasing the amount of H_2O_2, whereas, H_2 yield decreased above a certain amount of H_2O_2. The fact that CO_2 yield was quite high and H_2 yield was still low indicates the increase of controllability of partial oxidation would be demanded.

  175. P216 高温高圧水中におけるグルコース反応に及ぼす金属酸化物の影響

    渡邉 賢, 相澤 雄一, 猪股 宏

    バイオマス科学会議発表論文集 1 88-89 2006年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jiebiomassronbun.1.0_88  

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    The effect of TiO_2 and ZrO_2 on glucose reactions in hot-compressed water was examined by a batch type reactor. Anatase TiO_2 (a-TiO_2) was found to be an acid catalyst that promoted the formation of 5-hydroxymethyl-furaldehyde (HMF), on the other hand, rutile TiO_2 (r-TiO_2) was inactive.. Zirconia (m/c-ZrO_2: monoclic and tetragonal mixture) was a base catalyst to promote the isomerization of glucose. The TPD spectra showed us that the strength of the acidity and basicity is of importance on the glucose reaction

  176. Comment on ‘’Absorption of CO2 and subsequent viscosity reduction of 査読有り

    Taiga Ishiyama, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    Polymer 47 (1) 498-499 2006年1月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1016/j.polymer.2005.10.033  

    ISSN:0032-3861

  177. Direct observation of cellulose dissolution in subcritical and supercritical water over a wide range of water densities (550-1000 kg/m(3)) 査読有り

    Y Ogihara, RL Smith, H Inomata, K Arai

    CELLULOSE 12 (6) 595-606 2005年12月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s10570-005-9008-1  

    ISSN:0969-0239

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    Direct observations of the heating of microcrystalline cellulose (230 DP) in water at temperatures up to 410 degrees C and at pressures up to 700 MPa were made with a batch-type microreactor. Cellulose particles were found to dissolve with water over temperatures ranging from 315 to 355 degrees C at high pressures. Dissolution temperatures depended on water density and decreased from about 350 degrees C at a water density of 560 kg/m(3) to a minimum of around 320 degrees C at a water density of 850 kg/m(3). At densities greater than 850 kg/m(3), the dissolution temperatures increased and reached a value of about 347 degrees C at 980 kg/m(3). The cellulose dissolution temperatures were independent of heating rates for values ranging from 10 to 17 degrees C/s. The low dependence of dissolution temperatures on the heating rates is strong evidence for simultaneous dissolution and reaction of the cellulose. Different phenomena occurred depending on water density. At low densities, particles turned transparent and seemed to dissolve into the aqueous phase from the surface. From 670 to 850 kg/m(3), the cellulose particles visibly swelled just before completely collapsing and dissolving into the aqueous phase. The swelling probably increased water accessibility and particle surface area and thus lead to the lower dissolution temperatures observed. From 850 to 1000 kg/m(3), the particles required longer times to dissolve and many fine brown-like particles were generated as the particles dissolved. FT-IR spectra of the residues were analyzed. Residues formed from heating cellulose at high densities still retained some cellulose character whereas those as low densities had little cellulose character, especially in the O-H stretching vibration region.

  178. Performance of a natural convection circulation system for supercritical fluids 査読有り

    S Yoshikawa, RL Smith, H Inomata, Y Matsumura, K Arai

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 36 (1) 70-80 2005年11月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.supflu.2005.02.007  

    ISSN:0896-8446

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    A closed-loop circulation system for supercritical fluids that operates on the principle of density differences induced by a heating and a cooling source has been developed. Performance of the system was determined by measuring average flow velocities for CO2 over a range of conditions from 7.8 to 15 MPa and from 15 to 55 degrees C for the given initial loading densities, p(ini), of 550-800 kg/m(3) and density differences, Delta rho(eff), between heating and cooling sources of the loop of 62-121 kg/m(3). One-dimensional finite-difference simulation could predict the velocities at most conditions to within 35%. The flow rates achieved in the system could be correlated in terms of Grashof and Prandtl numbers and a dimensionless effective density difference between heating and cooling sources to within 25% and by an empirical equation in terms of the system pressure, loaded density and heating and cooling source average density difference to within 10%. Average flow velocities as high as 4 m/min could be obtained with heating and cooling source (wall) temperature differences of 3-8 degrees C. The system should find use in applications such as extended-time extractions, sample preparation and enrichment for analytical applications, catalytic reactions and for transporting slurry suspensions and solutions. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

  179. Catalytic glucose and fructose conversions with TiO2 and ZrO2 in water at 473 K: Relationship between reactivity and acid-base property determined by TPD measurement 査読有り

    M Watanabe, Y Aizawa, T Iida, R Nishimura, H Inomata

    APPLIED CATALYSIS A-GENERAL 295 (2) 150-156 2005年11月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.apcata.2005.08.007  

    ISSN:0926-860X

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    The effects of TiO2 (anatase TiO2 or rutile Ti02) and ZrO2 (monoclinic/tetragonal mixture ZrO2) on glucose and fructose reactions were examined in hot-compressed water at 473 K with a batch type reactor. Rutile TiO2 (r-TiO2) is inactive during glucose reactions. A monoclinic/ tetragonal mixture of ZrO2 (m/c-ZrO2) was the basic catalyst for the reaction at this temperature. Anatase TiO2 (a-TiO2) showed both acidity and basicity during the reactions. In order to understand the catalytic activity of a-TiO2, r-TiO2, and m/c-ZrO2, we measured the acidity and basicity by means of NH3- and CO2-TPD, respectively. The TPD analysis showed us that the amount of acid (670 mu mol/g) and base (550 p,mol/g) sites on m/c-ZrO2 were the highest among these three catalysts, while the density of acid site (17 mu mol/m(2)) and that of basic site (9 mu mol/m(2)) of the a-TiO2 were the highest. Such the acidity and basicity analyses suggested that the amount of basicity was the key factor for the isomerization while the density of acidity and basicity was important for the HMF formation from glucose. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

  180. Glucose reactions within the heating period and the effect of heating rate on the reactions in hot compressed water 査読有り

    M Watanabe, Y Aizawa, T Iida, C Levy, TM Aida, H Inomata

    CARBOHYDRATE RESEARCH 340 (12) 1931-1939 2005年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.carres.2005.05.019  

    ISSN:0008-6215

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    Glucose reactions were conducted in hot compressed water (473-773 K, 4-40 MPa) by means of a batch-type reactor. The reactions in the heating period (about for 60 s) were observed. More than 80% of the glucose was consumed in the heating period above 573 K. Gasification of glucose was promoted with increasing temperature. The effect of heating rate (from 4.2 to 15.8 K/s) on glucose conversion was also examined, and gasification of glucose was enhanced with increasing the heating rate. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  181. Glucose reactions with acid and base catalysts in hot compressed water at 473 K 査読有り

    M Watanabe, Y Aizawa, T Iida, TM Aida, C Levy, K Sue, H Inomata

    CARBOHYDRATE RESEARCH 340 (12) 1925-1930 2005年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/j.carres.2005.06.017  

    ISSN:0008-6215

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    The effects of the homogeneous catalysts (H2SO4 and NaOH) and heterogeneous catalysts (TiO2 and ZrO2) on glucose reactions were examined in hot compressed water (473 K) by a batch-type reactor. From the homogeneous catalyst studies, we confirmed that the acid catalyst promoted dehydration, while isomerization of glucose to fructose was catalyzed by alkali. Anatase TiO2 was found to act as an acid catalyst to promote formation of 5-hydroxymethylfuraldehyde (HMF). Zirconia (ZrO2) was a base catalyst to promote the isomerization of glucose. The effects of the additives were also confirmed through fructose reactions. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  182. Replacement of CH4 in the hydrate by use of liquid CO2 査読有り

    M Ota, K Morohashi, Y Abe, M Watanabe, RL Smith, H Inomata

    ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 46 (11-12) 1680-1691 2005年7月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/j.enconman.2004.10.002  

    ISSN:0196-8904

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    The dynamics of CH4 replacement in the CH4 hydrate with saturated liquid CO2 at 273.2 K was measured with a high pressure optical cell. The results showed that CH4 in the hydrate gradually moved to the liquid CO2 phase while CO2 in the liquid phase penetrated into the hydrate from the quantitative analysis. The decomposing process of the CH4 hydrate during the replacement was analyzed with in situ Raman spectroscopy, which allowed us to distinguish the cage structure of the CH4 hydrate and discuss the microscopic view of the replacement in the hydrate. It was found that the decomposition of the medium cage (M-cage) in the CH4 hydrate proceeded faster than that of the small cage (S-cage). The observed rate difference could be related to the stability of the S-cage in the CH4 hydrate or the re-formation tendency of CH4 and water molecules in the S-cage after decomposing the hydrate structure, whereas the guest molecule exchange of CH4 with CO2 could occur in the M-cage. Based on the experimental data, we developed a kinetic model for calculation of the CH4 remaining in the hydrate considering the decomposition rate difference between the M-cage and S-cage in the CH4 hydrate. The results indicate that the driving force could be the fugacity difference between the fluid phase and the hydrate phase for the replacement process. (c) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  183. Effects of metal oxides on the pyrolysis of poly(ethylene terephthalate) 査読有り

    T Yoshioka, T Handa, G Grause, ZG Lei, H Inomata, T Mizoguchi

    JOURNAL OF ANALYTICAL AND APPLIED PYROLYSIS 73 (1) 139-144 2005年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jaap.2005.01.004  

    ISSN:0165-2370

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    Metal oxides as Ca(OH)(2), NiO, Fe2O3 or TiO2 showed different effects on the pyrolysis of PET. The experiments were carried out at 700 &DEG; C in a heliurn atmosphere using a laboratory equipment. Ca(OH)(2) led to the hydrolysis of the PET and the following decarboxylation of the resulting terephthalic acid to benzene in a high amount up to 31 wt.%. By this means a yield of 77% related to the terephthalic acid content in the PET. The addition of Fe2O3 led to a similar but weaker effect. Nickel oxide showed less influence on the pyrolysis products of PET. With titanium dioxide considerably less gaseous products were obtained. When a mixture of Ca(OH)2 and NiO was used PET was converted to synthesis-gas with a high hydrogen and carbon monoxide content and a gas amount of about 70%. The experiments with mixtures of Fe2O3 Or TiO2 with Ca(OE)(2) showed little differences to the experiments with pure Ca(OH)(2). &COPY; 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

  184. Vapor-liquid equilibria for CO2-fermentation alcohol mixtures - Application of a new group contribution equation of state to isomeric compounds 査読有り

    H Inomata, A Kondo, H Kakehashi

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 228 335-343 2005年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2004.09.033  

    ISSN:0378-3812

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    This study provides vapor-liquid equilibrium data that can be used for the separation of trace components from fermentation alcohol with supercritical CO2. C-4 and C-5 alcohols were selected as key components among the trace components of fermentation alcohols because these are impurities that can be produced during the process and separation is necessary from alcohol aqueous solutions. Vapor-liquid equilibrium data were measured for the systems of CO2-1,3-butanediol, CO2-1,2-butanediol, CO2-iso-amylalcohol, CO2-2-methylbutanol, and CO2-iso-butanol at 313.2 and 333.2 K at pressures from 4 to 15 MPa. The experimental results demonstrated that the isomers exhibited a slightly different phase behavior for the binary mixtures Of CO2 at the range studied. The group contribution equation of state (GC-EOS) proposed by Skjold-Jorgensen [S. Skjold-Jorgensen, Fluid Phase Equilib. 16 (1984) 317-351] was modified to allow application to isomers by considering the contact surface area between molecular pairs. The new model could predict the phase behavior of the binary mixtures of CO2 and C-4/C-5 alcohols contained in fermentation alcohols. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  185. Methane recovery from methane hydrate using pressurized CO2 査読有り

    M Ota, Y Abe, M Watanabe, RL Smith, H Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 228 553-559 2005年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.fluid.2004.10.002  

    ISSN:0378-3812

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    The dynamics of CH4 replacement in CH4 hydrate with high-pressure CO2 was observed with in situ laser Raman spectroscopy at temperatures ranging from 271.2 to 275.2 K and at an initial pressure of 3.25 MPa. The amount of CH4 hydrate decomposition was found to be almost proportional to that Of CO2 hydrate formation for a series of 150 h experiments at fixed temperatures. This confirmed that the CH4-CO2 replacement mainly occurred in the hydrate phase. Based on the rate data, a kinetic model was developed for CH4 hydrate decomposition and CO2 hydrate formation. Under CH4-CO2 replacement in the hydrate, the activation energies were determined to be 14.5 kJ/mol for CH4 hydrate decomposition and 73.3 kJ/moI for CO2 hydrate formation after a given initial period (ca. 10 h). It was found that CH4 hydrate decomposition was probably dominated by re-arrangement of water molecules in the hydrate whereas CO2 hydrate formation seemed to be dominated by diffusion in the hydrate phase. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  186. Chemical reactions of C-1 compounds in near-critical and supercritical water 査読有り

    M Watanabe, T Sato, H Inomata, RL Smith, K Arai, A Kruse, E Dinjus

    CHEMICAL REVIEWS 104 (12) 5803-5821 2004年12月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/cr020415y  

    ISSN:0009-2665

  187. Performance of air filters cleaned by supercritical carbon dioxide 査読有り

    T Ito, Y Otani, H Inomata

    SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY 40 (1) 41-46 2004年11月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.seppur.2004.01.002  

    ISSN:1383-5866

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    A new technique based on the use of supercritical carbon dioxide (CO2) for cleaning HEPA filters was developed. Glass fiber filters and polytetrafluoroethylene (PTFE) membranes loaded with dioctylphthalate (DOP) droplets were cleaned with supercritical carbon dioxide under various conditions. The cleaning performance was evaluated by the weight recovery of the filter media and the recoveries of their collection efficiencies and pressure drops. The extent of DOP removal from glass fiber filters was nearly complete with supercrifical carbon dioxide cleaning at 20 MPa and 40 degreesC for a period of 120 min and the collection efficiency and pressure drop were also recovered to those of new filters. Furthermore, thenno-gravimetric (TG) analysis showed that cleaning did not wash away any of the binder resins. However, less satisfactory results were obtained for PTFE membrane filters. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

  188. Methane recovery from its hydrate using pressurized CO2 査読有り

    M.Ota, K.Morohashi, Y.Abe, M.Watanabe, R.L.Smith, Jr, H.Inomata

    Proceeding of 10th International Conference on Properties and Phase Equilibria for Product and Process Design 115 2004年5月

  189. MD simulation of the self-diffusion coefficient and dielectric properties of expanded liquids - I. Methanol and carbon dioxide mixtures 査読有り

    T Aida, H Inomata

    MOLECULAR SIMULATION 30 (6) 407-412 2004年5月

    出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD

    DOI: 10.1080/0892702042000198828  

    ISSN:0892-7022

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    Methanol can dissolve considerable amounts of CO2 under pressure. When this occurs, viscosity decreases and volume increases, which is a typical feature of expanded liquids. In this study, molecular dynamics (MD) simulations were conducted for methanol and CO2 mixtures at 50degreesC and high pressures to explore features of the expanded liquid state in terms of solution structure. Radial distribution function for methanol-methanol molecules showed that methanol molecules formed hydrogen bonds and nearest hydrogen bonds distance was not changed. The self-diffusion coefficients of both methanol and CO2 were found to decrease monotonically from the pure CO2 side and then not to change appreciably at methanol mole fractions higher than about 0.5. It should also be noted that the simulation results could qualitatively present the dielectric spectroscopy results reported in the literature. These results showed that methanol molecules make hydrogen bond networks and hydrogen bond networks surrounded CO2 molecules at mole fractions higher than about 0.5. Further addition of CO2 into methanol caused the hydrogen bond networks to break up and to form smaller hydrogen bond aggregates.

  190. 溶融ポリマーに溶解した超臨界CO2濃度のオンライン計測法 査読有り

    猪股 宏, 小泉 裕右, 大藪 英雄

    成形加工 16 (2) 120-124 2004年2月

    出版者・発行元:プラスチック成形加工学会

    DOI: 10.4325/seikeikakou.16.120  

    ISSN:0915-4027

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    An on-line technique of sensing CO<sub>2</sub> concentration in molten polymers in process extruders was studied with a near infrared (NIR) spectrophotometer. The NIR spectra were acquired at an optical flow cell where the sample solutions were forced to pass through before entering an extruder die. Experiments were carried out for a polypropylene and CO<sub>2</sub> system at 473-503K and ∼9.4MPa. The CO<sub>2</sub> concentrations were evaluated from the NIR absorbance data after baseline corrections. The plots of the absorption peak area against the apparent CO<sub>2</sub> weight fraction determined from the CO<sub>2</sub>/polymer feed ratio were found to show a linear relationship, suggesting the applicability of the Beer-Lambert's law in terms of weight fraction base. Further experiments at higher CO<sub>2</sub> concentrations clearly exhibited saturation behaviors in the plots of NIR absorption peak area against the apparent feed concentration, which meant that below the saturated concentrations the NIR absorption could provide the correct CO<sub>2</sub> concentration by using the Beer-Lambert's law and the saturated solubility. Thus it could be noted that NIR spectra can be a useful technique for quantitative analysis of CO<sub>2</sub> concentration in molten polymers.

  191. 2-7.CO_2を利用した環境調和型メタンハイドレート回収に関する速度論的研究((2)天然ガス・メタンハイドレート等II,Session 2 天然ガス・メタンハイドレート等)

    大田 昌樹, 斉藤 丈臣, 渡邉 賢, 佐藤 善之, スミス リチャード, 猪股 宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 13 68-69 2004年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.13.0_68  

  192. 3-11.金属酸化物触媒を用いた高温高圧水中でのグルコース変換反応((5)水熱等II,Session 3 バイオマス等)

    相澤 雄一, 飯田 徹, 渡邉 賢, LEVY Caroline, 陶 究, 猪股 宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 13 150-151 2004年

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.13.0_150  

  193. 金属酸化物触媒を用いた超臨界二酸化炭素とメタノールからの炭酸ジメチル直接合成に関する検討

    渡邉 賢, 光菅 修, 猪股 宏

    JASCO report 超臨界最新技術特集 7 60 2003年12月

  194. Acidity and basicity of metal oxide catalysts for formaldehyde reaction in supercritical water at 673 K 査読有り

    M Watanabe, M Osada, H Inomata, K Arai, A Kruse

    APPLIED CATALYSIS A-GENERAL 245 (2) 333-341 2003年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0926-860X(02)00656-7  

    ISSN:0926-860X

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    Formaldehyde (HCHO) reactions in supercritical water (673 K and 25-40 MPa) with and without acid and base catalysts (homogeneous: H-2 SO4 and NaOH, and heterogeneous: CeO2, MoO3, TiO2, and ZrO2) were conducted by use of batch reactors. Cannizzaro reaction (2HCHO + H2O --&gt; CH3OH + HCOOH) and self-decomposition of HCHO (HCHO CO + H-2) were found to be primary reactions for all the cases and the contribution of each reaction depended on the condition. In the case of the homogeneous systems, Cannizzaro reaction became dominant with increasing bulk hydroxyl ion (OH-). The simple network model can well express the experimental results in the homogeneous conditions. We correlated the ratio of the yield of CH3OH to that of CO (at 15 min) against bulk OH- in the homogeneous system. For elucidating acidity and basicity of metal oxide catalysts on HCHO reaction in supercritical water, OH- concentration on the metal oxide surface was calculated by use of the above correlation and the following order was found: CeO2 &gt; ZrO2 &gt; MoO3 &gt; TiO2 (rutile) &gt; TiO2 (anatase). At the reaction condition, CeO2 and ZrO2 were base catalysts, and MoO3 and TiO2 were acid catalysts. The experimental results with the metal oxides can be expressed by the model that was developed under homogeneous systems, with the values of the OH- concentrations that were calculated from the correlation about the CH3OH/CO ratio at 15 min of reaction time. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  195. 超臨界二酸化炭素を用いた有機高分子材料への金属微粒子の注入 査読有り

    中西 勉, 畑 和明, 林 拓道, 大竹 勝人, 猪股 宏

    成形加工 15 (9) 626-631 2003年6月

    出版者・発行元:プラスチック成形加工学会

    DOI: 10.4325/seikeikakou.15.626  

    ISSN:0915-4027

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    Dispersion of metal particles into polymer materials by the plasticizing effect of supercritical fluids was investigated. Using supercritical carbon dioxide, a metal precursor of Ag (AgFOD) was infused into polymer materials such as poly (methylmethacrylate) (PMMA), polystyrene (PS) and poly (ethylene terephthalate) (PET). The heat treatment reduced the infused precursor into Ag metal, leading to the formation of a fine particle dispersion layer near the surface of the polymer sample. To investigate the relationship between the infused amount of Ag and sorption of carbon dioxide into these samples, AgFOD was infused in each sample in the temperature range of 35 to 70°C, pressure range of 10 to 30MPa, and infusion time of 0.5 to 4h. It was found that the amount of metal particles infused into polymers via supercritical carbon dioxide had a strong relationship with the sorption of carbon dioxide. Moreover, addition of small amount of acetone as an entrainer to supercritical carbon dioxide could increase the infusion of Ag particles into the inner layer of the samples. It should be noted that metal particle infusion into polymers using supercritical CO<sub>2</sub> might be controlled by manipulating temperature, pressure, infusion time, and amount of entrainer.

  196. Guest molecule exchange of CH4-hydrate in the presence of liquid CO2 査読有り

    M. Ota, K.Morohashi, Y.Abe, M.Watanabe, R.L.Smith, Jr, H.Inomata

    Proceeding of 3rd International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation 313-320 2003年5月

  197. Flexible molecular model of methanol for a molecular dynamics study of liquid and supercritical conditions 査読有り

    T Honma, CC Liew, H Inomata, K Arai

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A 107 (19) 3960-3965 2003年5月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/jp027578a  

    ISSN:1089-5639

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    A new flexible molecular model of methanol was developed for computer simulations applicable to conditions from the liquid to the supercritical state. The proposed model considered methanol as three interaction sites, oxygen atom, methyl group, and hydrogen atom, and was represented as the sum of intramolecular and intermolecular potentials. The intramolecular potential function introduced a Toukan-Rahman potential and the intermolecular potential function applied an OPLS function. The potential parameters were adjusted to represent the experimental saturated liquid density of methanol at 25 degreesC. The estimated critical point of the proposed model (T-C = 232.2 degreesC, rho(C) = 0.278 g(.)cm(-3)) was found to be close to the experimental critical point. Transport properties and vibrational spectra were in good agreement with the literature values. The fluid structure of methanol was studied via analyses made on the spatial distribution function. Methanol was found to have chainlike structures in the liquid state and perturbed structure at supercritical conditions. From the analyses, roughly half of the hydrogen bonding molecules in the liquid state were preserved even in supercritical conditions.

  198. Separation of cashew (Anacardium occidentale L.) nut shell liquid with supercritical carbon dioxide 査読有り

    RL Smith, RM Malaluan, WB Setianto, H Inomata, K Arai

    BIORESOURCE TECHNOLOGY 88 (1) 1-7 2003年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD

    DOI: 10.1016/S0960-8524(02)00271-7  

    ISSN:0960-8524

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    Cashew nut shell liquid (CNSL) represents the largest readily available bioresource of alkenyl phenolic compounds, In this work, separation of CNSL from the pericarp, of the cashew nut with supercritical carbon dioxide was studied. In the initial extractions with CO2 at 40-60degreesC and at pressures from 14.7 to 29.4 MPa, low yields were obtained. However, when the extractions were performed with one or more intermediate depressurization steps, the yield of CNSL increased to as high as 94%. Most of the oil did not separate from the shell during the depressurization step, but was obtained during the subsequent repressurization. The CNSL extract had a clear light brownish pink color and exhibited no evidence of polymerization or degradation. The pressure profile extraction method proposed in this work increases the possible CNSL extraction yields and greatly reduces the amount of CO2 required for CNSL separation. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

  199. Catalytic effects of NaOH and ZrO2 for partial oxidative gasification of n-hexadecane and lignin in supercritical water 査読有り

    Masaru Watanabe, Hiroshi Inomata, Mitsumasa Osada, Takafumi Sato, Tadafumi Adschiri, Kunio Arai

    Fuel 82 (5) 545-552 2003年3月

    DOI: 10.1016/S0016-2361(02)00320-4  

    ISSN:0016-2361

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    Partial oxidative gasification of n-hexadecane (n-C16) and organosolv-lignin (lignin) was studied by use of a batch type reactor in supercritical water: 673 K, 0.52 cm-3 of water density (40 MPa of water pressure at 673 K), and 0.3 of O/C ratio for the n-C16 experiments 673 K, 0.35 cm-3 of water density (30 MPa of water pressure at 673 K), and 1.0 of O/C ratio for the lignin experiments. The experiments without O2 were also conducted for lignin (lignin decomposition). For all the cases (n-C16 partial oxidation, lignin decomposition, lignin partial oxidation), NaOH or zirconia (ZrO2) was added in the system as catalysts. Through n-C16 studies, the catalytic effect of NaOH and ZrO2 on partial oxidation in supercritical water were examined. In the case of lignin partial oxidation, we studied the possibility of partial oxidation in supercritical water for gasification technique of wastes. The yield of H2 from n-C16 and lignin with zirconia was twice as same as that without catalyst at the same condition. The H2 yield with NaOH was 4 times higher than that without catalyst. Thus, a base catalyst has a positive effect on partial oxidation of n-C16 and lignin to produce H2. The catalytic effect of NaOH and ZrO2 was found to be enhancement of decomposition of intermediate (aldehyde and ketone) into CO, through n-C16 studies. In the case of lignin studies, the enhancement of decomposition of the carbonyl compounds by catalytic effect of NaOH and ZrO2 inhibit char formation and promotes CO and thus H2 formation. © 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

  200. Preparation and transport properties of new oxide ion conductors KNb1-xMgxO3-delta by high temperature and pressure 査読有り

    LP Li, GS Li, J Xiang, RL Smith, H Inomata

    CHEMISTRY OF MATERIALS 15 (4) 889-898 2003年2月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/cm020582e  

    ISSN:0897-4756

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    A series of oxide ion conductors KNb1-x,Mg(x)O(3-)delta (x = 0.05-0.30) were prepared at a temperature of 870 degreesC and a pressure of 4.0 GPa. All samples were thermodynamically stable at ambient pressure and crystallized in an orthorhombic perovskite structure. The lattice volume enlarged with increment of dopant level, which was associated with the ionic substitution, variation of the relative content of oxygen vacancy Vo, and defect associations {Mg-Nb"Vo}, as well as an increase of disorder in Mg2+/Nb5+ distribution at B-sites of perovskite lattice. At higher temperatures, KNb1-x,MgxO3-delta underwent phase transitions from orthorhombic to tetragonal, pseudocubic, and cubic in sequence, as confirmed by DTA and high-temperature Raman spectra. No thermal effects associated with the decomposition reactions were observed in KNb1-x,MgxO3-delta during the successive heating process up to 1000 'C. The high-temperature phase had a relatively high structural stability. Impedance spectra of KNb1-xMgxO3-delta showed bulk and grain boundary conduction. The total conduction was determined to be predominately ionic, while the p-type electronic contribution was extremely small. KNb0.90Mg0.10O2.85 was found to provide a highly conductive phase with a conductivity of delta(700degreesC) = 1.10 x 10(-3) S.cm(-1). Further, the ionic conductivity data for KNb1-x,Mg-x O3-delta were separated into two linear ranges, corresponding to the pseudocubic and cubic phases, respectively. The variations of conductivity and activation energy for both pseudocubic and cubic phases can be explained in terms of the relative content of the oxygen vacancy and defect associations, delocalization of partial oxygen vacancies, and an order-disorder transition.

  201. Conversions of some small organic compounds with metal oxides in supercritical water at 673 K 査読有り

    M Watanabe, T Iida, Y Aizawa, H Ura, H Inomata, K Arai

    GREEN CHEMISTRY 5 (5) 539-544 2003年

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/b304686a  

    ISSN:1463-9262

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    Reactions of formaldehyde (HCHO), acetic acid (CH3COOH), 2-propanol (2-PrOH), and glucose with some metal oxides (CeO2, MoO3, TiO2, and ZrO2) were conducted in supercritical water at 673 K and 25-35 MPa, using batch reactors. For the reactions of HCHO, CeO2 and ZrO2 showed basicity, on the other hand, MoO3 and TiO2 were acid catalysts. ZrO2 catalyst promoted bimolecular decarboxylation of CH3COOH to form acetone, which indicates that both acid and base sites exist on.-the surface-of ZrO2 in supercritical water. Dehydration of 2-PrOH with formation of propylene was promoted by acid catalyst (H2SO4), while its dehydrogenation with formation of acetone was catalyzed by alkali (NaOH). All the metal oxides that were used in this study promoted dehydration of 2-PrOH; namely there are mainly acidic sites for 2-PrOH reactions on the surface of all the metal oxides under the conditions used. Among the metal oxides, ZrO2 and TiO2 (rutile) enhanced the formation of acetone in the case of 2-PrOH reaction. This means there are also basic sites for 2-PrOH on the ZrO2 and TiO2 (rutile). In supercritical water at 673 K and 15 min, H-2 yield from glucose in the acidic atmosphere (namely in the presence of H2SO4) is lower than that in the absence of additive whereas, on the other hand, the H-2 yield in the presence of NaOH is twice as much as that in the absence of the additive. With CeO2 and ZrO2, the H-2 yield from glucose was almost twice as high as that without catalyst. By adding MoO3 and TiO2, the amount of H-2 formation was suppressed. Through this study, we can show the generality of acidity and basicity of the metal oxides for organic reactions in SCW.

  202. Activation of oxide-ion conduction in KNbO3 by addition of Mg2+ 査読有り

    LP Li, GS Li, RL Smith, H Inomata

    APPLIED PHYSICS LETTERS 81 (15) 2899-2901 2002年10月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.1512957  

    ISSN:0003-6951

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    Niobate perovskite oxides of KNb1-xMgxO3-delta were synthesized directly at high temperature and pressure. X-ray diffraction confirmed the formation of single-phase orthorhombic structures. High-temperature Raman spectroscopy in combination with thermal analysis showed that phase transitions occurred from orthorhombic to tetragonal, to pseudo cubic, and finally to cubic, in sequence. Addition of Mg2+ at the Nb5+ sites of perovskite KNbO3 lattice led to a dramatic enhancement of oxide-ion conduction. This enhancement in oxide-ion conduction was through the suppression of the contribution from p-type holes, which shows that these high-temperature phases can be promising candidates as conductive materials. (C) 2002 American Institute of Physics.

  203. Reactive phase behavior of aluminum nitrate in high temperature and supercritical water 査読有り

    T Wang, RL Smith, H Inomata, K Arai

    HYDROMETALLURGY 65 (2-3) 159-175 2002年9月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0304-386X(02)00085-3  

    ISSN:0304-386X

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    Batch hydrothermal reaction of Al(NO3)(3) in water was investigated at temperatures up to 421 degreesC and pressures up to 850 MPa by direct visual observation of reactive solutions in a 50-nL microreactor. A number of gelatinous phase transitions were observed that seem to play a key role in boehmite formation. At high Al(No-3)(3) concentrations (0.32 M) and high densities (1060 kg/m(3)), high pressure induced formation of a gel-like phase and the phase formed seemed to be much less reactive than solutions at lower densities (400-670 kg/m(3)). At densities closer to the critical density of water, as heating occurred, the gelatinous material precipitated and redissolved into solution prior to intense precipitation around the apparent critical point. A model for the aluminum hydroxocomplexes in solution was developed which showed that cationic species were the main species present at high-density conditions. Nitrate ion seems to play a key role in the gel-like phase formation and boehmite particle production. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  204. Densities of carbon dioxide plus methanol mixtures at temperatures from 313.2 to 323.2 K and at pressures from 10 to 20 MPa 査読有り

    RL Smith, SB Lee, S Suzuki, C Saito, H Inomata, K Arai

    JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA 47 (3) 608-612 2002年5月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/je010207n  

    ISSN:0021-9568

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    Densities of carbon dioxide (1) + methanol (2) mixtures were measured with a variable-volume static type of apparatus at three temperatures (313.2, 318.2, and 323.2 K) over a range of pressures (10 to 20 MPa) for methanol-rich mole fractions (x(2) &gt; 0.257). Molar volumes could be correlated to within about +/- 0.1 cm(3.)mol(-1) by combining a Redlich-Kister expression with a Tait type of equation.

  205. Preparation and magnetization of hematite nanocrystals with amorphous iron oxide layers by hydrothermal conditions 査読有り

    G. S. Li, R. L. Smith Jr., H. Inomata, K. Arai

    Materials Research Bulletin 37 (5) 949-955 2002年4月

    DOI: 10.1016/S0025-5408(02)00695-5  

    ISSN:0025-5408

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    Hematite nanocrystals modified with surface layers of amorphous hydrous iron oxides were prepared by hydrothermal conditions in the absence of alkali. The formation temperature was found to be ca. 130°C. When the temperature was lower than 130°C, no product was formed, while above this temperature, the amount of amorphous hydrous iron oxides at the surface of hematite nanocrystals was drastically decreased. The amorphous layers on the hematite nanocrystals obtained at 130°C were determined to be Fe2O3·1.64H2O. The coercivity for the hematite nanocrystals with modified layers was 0.534 kOe, which is slightly larger than the values for hematite nanocrystals with few agglomerations. © 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

  206. Temperature dependence of dielectric spectra of carbon dioxide and methanol mixtures at high-pressures 査読有り

    Richard L. Smith Jr., Chie Saito, Sachio Suzuki, Sung-Bong Lee, Hiroshi Inomata, Kunio Arai

    Fluid Phase Equilibria 194-197 869-877 2002年3月30日

    DOI: 10.1016/S0378-3812(01)00714-2  

    ISSN:0378-3812

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    Dielectric spectra can quantify how the solution structure of hydrogen-bonding solutions changes with composition and thermodynamic state. In our research, [Rev. Sci. Instrum. 71 (2000) 4226-4230], we developed a new dielectric probe and apparatus that can be applied to high-pressure liquids and gases. In this work, we study carbon dioxide and methanol mixtures over the temperature range of 313-333K and at pressures up to 15MPa. The characteristic relaxation times of methanol were found to exhibit a maximum in composition that persisted with increasing temperature. The increase in the relaxation time of carbon dioxide and methanol mixtures over that of pure methanol indicates that attraction occurs between the methanol dipole and the carbon dioxide quadrupole. Data are analyzed using experimental volumetric behavior of the system and according to the theory of Eyring. Regions of composition where carbon dioxide is incorporated into the methanol hydrogen-bonding structure are identified and an estimation is made on the region where the methanol associated structures probably dissociate. © 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  207. Phase behavior and physico-chemical properties of aqueous electrolyte solutions near the critical point via molecular dynamics simulation with gravity perturbation 査読有り

    T Honma, S Kuzuhara, CC Liew, H Inomata

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 194 271-280 2002年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0378-3812(01)00777-4  

    ISSN:0378-3812

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    In molecular dynamics (MD) simulation, large-scale density fluctuations bring about difficulties in evaluating the critical point from coexisting vapor-liquid densities. This study proposes a gravity perturbation method that improves the stability of vapor-liquid coexisting phases near the critical point by introducing gravity and boundary walls. Trial simulations were performed with a modified flexible SPC-TR (Toukan-Rahman) model and a critical point obtained for water (T-C = 377.6 degreesC, rho(C) = 0.302 g cm(-3)) was in good agreement with the experimental data (T-C = 374.0degreesC, rho(C) = 0.322gcm(-3)). The method was also applied to NaCl-water mixtures and it was found that simulations were greatly facilitated with the technique. The gravity perturbation method allows reliable determination of phase behavior in the vicinity of a critical point. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  208. Preparation techniques and ionic transport properties of ceria-based electrolytes 査読有り

    GS Li, RL Smith, H Inomata, K Arai

    IONIC AND MIXED CONDUCTING CERAMICS IV 2001 (28) 36-48 2002年

    出版者・発行元:ELECTROCHEMICAL SOCIETY INC

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    Preparation of ceria-based electrolytes with trivalent dopants was examined using (i) high temperatures and pressures, (ii) 3 sol-gel, and hydrothermal route. Stabilization of trivalent ions (e.g., Tb3+) having an ionic size closer to Ce4+ in ceria lattice was achieved at high temperatures and pressures. Nd3+, which is slightly larger than Ce4+, could be doped in the ceria lattice at a concentration up to 40% by a sol-gel method. For dopants such as Bi3+, which have a larger structural mismatch to Ce4+, hydrothermal reactions were found to readily form ceria-based electrolytes with solubilities as high as 50%. The lattice parameter increased nonlinearly when dopant size was close to Ce4+, while a linear relationship between lattice parameter and dopant content was obtained for a larger structural mismatch. The variations of ionic conductivities and activation energies of these electrolytes were found to be closely related to the chemical nature of dopants, elemental substitutions, and relative content of oxygen vacancy Vo and defect associations.

  209. Synthesis and thermal decomposition of nitrate-free boehmite nanocrystals by supercritical hydrothermal conditions 査読有り

    Guangshe Li, Jr. Smith, H. Inomata, K. Arai

    Materials Letters 53 (3) 175-179 2002年

    出版者・発行元:Elsevier

    DOI: 10.1016/S0167-577X(01)00472-4  

    ISSN:0167-577X

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    Single-phase boehmite nanocrystals that are free of nitrate contamination could be prepared at supercritical hydrothermal conditions at 400 °C and 35 MPa for 30 min. XRD analysis showed that the single phase boehmite was formed in the absence of alkali species. Two well-defined and strong absorption bands observed at 3300 and 3092 cm-1 in the present infrared spectra showed that the boehmite by supercritical hydrothermal conditions was highly crystallized. Furthermore, IR spectra confirmed that the boehmite samples were free of NO3 --related impurities in contrast to boehmite produced by hydrothermal conditions as reported by Music et al. [Mater. Lett., 40 (1999) 269] and Mishra et al. [Mater. Lett., 42 (2000) 38]. At a temperature of 725 °C, the present boehmite powders were decomposed into 10 nm γ-Al2O3. Further heating of the samples to 1250 °C led to the formation of single-phase α-Al2O3. © 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  210. Catalytic hydrogen generation from biomass (glucose and cellulose) with ZrO2 in supercritical water 査読有り

    M Watanabe, H Inomata, K Arai

    BIOMASS & BIOENERGY 22 (5) 405-410 2002年

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/S0961-9534(02)00017-X  

    ISSN:0961-9534

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    We conducted the batch experiments for hydrogen production from biomass (glucose and cellulose) with ZrO2 catalyst in supercritical water (673-713 K and 30-35 MPa). For comparison, we also conducted the experiments with alkali and without catalyst at the same conditions. The yield of hydrogen with zirconia was almost twice as much as that without catalyst for all the starting materials (glucose and Cellulose). (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

  211. Synthesis of nanoscale Ce1-xFexO2 solid solutions via a low-temperature approach 査読有り

    GS Li, RL Smith, H Inomata

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 123 (44) 11091-11092 2001年11月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ja016502+  

    ISSN:0002-7863

  212. Solid solubility and transport properties of Ce1-xNdxO2-δ nanocrystalline solid solutions by a sol-gel route 査読有り

    Liping Li, Xiaomin Lin, Guangshe Li, Hiroshi Inomata

    Journal of Materials Research 16 (11) 3207-3213 2001年11月

    DOI: 10.1557/JMR.2001.0442  

    ISSN:0884-2914

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    Ce1-xNdxO2-δ (x = 0.05 to 0.55) nanocrystalline solid solutions were prepared by a sol-gel route. X-ray diffraction analysis showed that Ce1-xNdxO2-δ crystallized in a cubic fluorite structure. The lattice parameter for the solid solutions increased linearly with the dopant content. The solid solubility of Nd3+ in ceria lattice was determined to be about x = 0.40 in terms of the nearly constant lattice parameters at a dopant level larger than x = 0.40. First-order Raman spectra for Ce1-xNdxO2-δ at a lower dopant content exhibited one band associated with the F2g mode. At higher dopant contents, F2g mode became broadened and asymmetric, and a new broad band appeared at the higher frequency side of the F2g mode. This new band was assigned to the oxygen vacancies. The electron paramagnetic resonance spectrum for x = 0.05 showed the presence of O2- adsorbed on sample surface at g = 2.02 and 2.00 and of Ce3+ with a lower symmetry at g = 1.97 and 1.94. Further increasing dopant content led to the disappearance of the signals for O2-. Impedance spectra showed the bulk and grain boundary conduction in the solid solutions. The bulk conduction exhibited a conductivity maximum and an activation energy minimum with increasing dopant content. Ce0.80Nd0.20O2-δ was determined to give promising conduction properties such as a relatively high conductivity of σ700 °C = 2.44 × 10-2 S cm-1 and moderate activation energy of Ea = 0.802 eV. The variations of conductivity and activation energy were explained in terms of relative content of oxygen vacancies VÖ and defect associations (CeCe'VÖ)/(NdCe'VÖ).

  213. Catalytic decarboxylation of acetic acid with zirconia catalyst in supercritical water 査読有り

    Masaru Watanabe, Hiroshi Inomata, Richard Lee Smith Jr., Kunio Arai

    Applied Catalysis A: General 219 (1-2) 149-156 2001年10月5日

    DOI: 10.1016/S0926-860X(01)00677-9  

    ISSN:0926-860X

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    Reactions of acetic acid were conducted with alkali (KOH) and zirconia (ZrO2) catalysts in supercritical water (SCW) (673K and 25MPa-40MPa). For comparison, we also conducted the experiments without catalyst and/or water at the same reaction conditions. Decarboxylation of acetic acid with zirconia in supercritical water formed acetone, CO2, and water without forming any other compound. On the other hand, decomposition of acetic acid with alkali produced methane (CH4) and CO2 with acetone. Without water and/or catalyst, the main products were also CO2 and CH4 (without catalyst) or acetone (with ZrO2) however, by-products, such as a water-insoluble compound were formed. The structure of zirconia was changed during reaction in supercritical water. The rate of decarboxylation of acetic acid exerted an effect on the particle size of zirconia. © 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  214. Structure, luminescence, and transport properties of EuVO4 査読有り

    LP Li, GS Li, YF Xue, H Inomata

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 148 (9) J45-J49 2001年9月

    出版者・発行元:ELECTROCHEMICAL SOC INC

    DOI: 10.1149/1.1388633  

    ISSN:0013-4651

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    Metastable scheelite EuVO4 was stabilized by a high temperature and pressure method, which was transformed into a stable zircon phase by annealing treatment in air. Scheelite EuVO4 gave strong emissions with a dominant peak at 617 nn associated with the (D0-F2)-D-5-F-7 transition of Eu3+. Eu-151 Mossbauer spectra indicated that the isomer shift for the metastable scheelite phase was ca. 0.5 mm/s lower than that for the zircon phase, which was ascribed to a reduced covalency in the Eu-O bond originated via a charge transfer from oxygen to Eu3+ in scheelite lattice by producing an enhanced shielding of 4f electrons on the s orbital as well as a decrease in s electron density around Eu3+ nucleus. Impedance spectra for the zircon phase clearly demonstrated an ionic hoping in the bulk with a conductivity of ca. 1.0 x 10(-3) S cm(-1) at 500 degreesC. EuVO4 is proved to be both a potential phosphor and a potential ionic conductor. (C) 2001 The Electrochemical Society.

  215. Hydrolysis reaction condition for quantification of ginkgo flavonoid glycosides 査読有り

    C Jun, K Arai, H Inomata

    CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY 29 (4) 450-452 2001年4月

    出版者・発行元:FENXI HUAXUE

    ISSN:0253-3820

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    Reliable reaction condition has been developed for acidic-hydrolysis of ginkgo extract: the reaction temperature is 70 similar to 71 degreesC, reaction time 4 h and stirred at a low velocity.

  216. Valence variations in titanium-leased perovskite oxides by high-pressure and high-temperature method 査読有り

    LP Li, GS Li, JP Miao, WH Su, H Inomata

    JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH 16 (2) 417-424 2001年2月

    出版者・発行元:CAMBRIDGE UNIV PRESS

    DOI: 10.1557/JMR.2001.0063  

    ISSN:0884-2914

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    Typical titanium-based perovskite oxides Eu1-xBaxTiO3 (x = 0.6-0.8), Eu1-xKxTiO3 (x = 0.2,0,32), and La-0.7(Na,K)(0.3)TiO3 were synthesized by high pressure and temperature using RE2O3 (RE = La,Eu), TiO2, alkaline, or alkaline earth carbonates as the starting materials. X-ray diffraction data analysis showed that there was a structural transformation in Eu1-xBaxTiO3 by varying Ba content [i.e., from cubic (x = 0.6,0.7) to tetragonal (x = 0,8)], and that samples Eu1-xKxTiO3 and La-0.7(Na,K)(0.3)TiO3 crystallized in the cubic perovskite structure. Eu-151 Mossbauer spectroscopy and electron paramagnetic resonance measurements revealed mixed valence of Eu2+/Eu3+ in samples Eu1-xBaxTiO3 and Eu1-xKxTiO3, while Ti ions were present in pure Ti4+ state. Cubic Eu1-xKxTiO3 was metastable, which decomposed into a mixture of perovskite and pyrochlore phases at high temperatures as accompanied by an oxidation process from Eu2+ to Eu3+ For samples La-0.7(Na,K)(0.3)TiO3, Ti3+ signals were clearly observed. The reduction mechanisms for Eu ions at A site and Ti ions at B site in the perovskite oxides are discussed in terms of the chemical nature of the framework ions and substitution ions under high pressure and temperature.

  217. Characterization of the dispersion process for NiFe2O4 nanocrystals in a silica matrix with infrared spectroscopy and electron paramagnetic resonance 査読有り

    GS Li, LP Li, RL Smith, H Inomata

    JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE 560 (1-3) 87-93 2001年1月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0022-2860(00)00772-9  

    ISSN:0022-2860

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    The structural development of the NiFe2O4 nanocrystals dispersed in a silica matrix was followed by IR and EPR spectroscopies of the dried gel 10NiO-10Fe(2)O(3)-90SiO(2) after heat treatment. The dried gel obtained at 200 degreesC was amorphous, in which Fe3+ and Ni2+ ions were distributed in the pores of silica matrix. When the dried gel was heat treated at 400 degreesC, NiFe2O4 clusters were partially formed, showing an enhanced interaction with the silica matrix. NiFe2O4 clusters were completely formed in silica matrix when the heat treatment was increased to 600 degreesC, at which the interactions between the clusters and silica matrix reached a maximum. The formation reaction of NiFe2O4 clusters was accompanied by a rearrangement of the silica matrix network. Further increase of the heat treatment temperature to 800 degreesC led to superparamagnetic single domain NiFe2O4 nanocrystals (ca. 4 nm) dispersed in the silica matrix with the elimination of the interactions between magnetic nanocrystals and silica matrix. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  218. Control of methanol oxidation by ionic behavior in supercritical water 査読有り

    M Watanabe, K Sue, T Adschiri, H Inomata, RL Smith, K Arai

    CHEMICAL COMMUNICATIONS 2001 2270-2271 2001年

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/b103728p  

    ISSN:1359-7345

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    In supercritical water the rate of methanol oxidation was controlled by ionic behavior as follows: the oxidation rate of methanol decreased with increasing proton and hydroxide ion concentration, possibly due to stabilization of the reactant, while that of CO was suppressed by added protons and enhanced by added hydroxide ions.

  219. Microstructural evolution and magnetic properties of NiFe2O4 nanocrystals dispersed in amorphous silica 査読有り

    LP Li, GS Li, RL Smith, H Inomata

    CHEMISTRY OF MATERIALS 12 (12) 3705-3714 2000年12月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/cm000481l  

    ISSN:0897-4756

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    NiFe2O4 nanocrystals were dispersed in silica by a sol-gel route. The dried gel was amorphous, in which isolated Fe3+ ions had a weak interaction with silica matrix, as characterized by a weak IR absorption at ca. 580 cm(-1). Heat treatment at 400 degreesC resulted in nickel ferrite clusters being partially formed, and these clusters were observed to interact with the matrix through Si-O-Fe bonds. This interaction reached its maximum with the complete formation of NiFe2O4 clusters as the temperature was raised to 600 degreesC. Above this temperature, NiFe2O4 clusters grew larger into nanocrystals, while the interaction between the nanocrystals and silica matrix disappeared with breakage of Si-O-Fe bonds. The grain growth for magnetic nanoparticles was accompanied with rearrangement of amorphous silica network. The preference of forming NiFe2O4 nanocrystals eliminated the possibility of precipitation of crystallite component oxides, e.g., NiO, gamma -Fe2O3, or Fe3O4 in amorphous silica matrix, or crystalline silica, e.g., cristobalite or quartz, even when the treatment temperature was 1100 degreesC. Fe ions in silica glasses were determined by Mossbauer spectroscopy to be present exclusively as Fe3+ ions in a high-spin state at octahedral coordination, and the chemical environment of the Fe3+ ions seemed to remain unchanged until the nickel ferrite clusters crystallized. The formation mechanism for NiFe2O4 nanocrystals can be explained in terms of Ni2+ ions shifting from the tetrahedral centers to undistorted octahedral sites in the spinel lattice and the partial transformation of FeO6 octahedron to FeO4 tetrahedron. The critical dimension for the NiFe2O4 nanocrystals in silica was detected as ca. 9 nm. Below the critical size, NiFe2O4 nanocrystals had a superparamagnetic single-domain structure, while the nanocrystals with particle sizes larger than the critical size exhibited bulklike behavior.

  220. Coaxial probe and apparatus for measuring the dielectric spectra of high pressure liquids and supercritical fluid mixtures 査読有り

    SB Lee, RL Smith, H Inomata, K Arai

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 71 (11) 4226-4230 2000年11月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.1321303  

    ISSN:0034-6748

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    A probe and apparatus were developed for measuring the dielectric spectra (complex permittivity) of high pressure liquids and supercritical fluid mixtures. The probe consisted a 2.2 mm semirigid coaxial cable that was cut off flat and mounted into a high pressure tube. The apparatus for measuring complex permittivity consisted of the dielectric probe, cell, densimeter, piston for varying the system density at constant composition, and magnetic pump for agitation and recirculation, all of which were housed in a constant temperature air bath. The probe is simple, robust, inexpensive, and further, its design allows for quick connection to high pressure systems. Probe accuracy is estimated to be +/-0.5 in epsilon' and +/-0.5 in epsilon' from 200 MHz to 18 GHz based on replicate measurements of calibration and 2 sigma deviations over the interval. Dielectric spectra were measured over the 200 MHz-20 GHz range for methanol+carbon dioxide mixture at 323.2 K and a pressures up to 18 MPa. (C) 2000 American Institute of Physics. [S0034-6748(00)02112-2].

  221. Phase behavior and reaction of nylon 6/6 in water at high temperatures and pressures 査読有り

    RL Smith, Z Fang, H Inomata, K Arai

    JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE 76 (7) 1062-1073 2000年5月

    出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC

    DOI: 10.1002/(SICI)1097-4628(20000516)76:7<1062::AID-APP10>3.0.CO;2-4  

    ISSN:0021-8995

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    The phase behavior and reaction of nylon 6/6 in water were studied with a diamond anvil cell (DAC) technique and visual microscopy. Nylon 6/6 concentrations in water and cell temperatures were varied from 11 to 46% and from 264 to 425 degrees C, respectively. The pressures studied ranged from 30 to 900 MPa. When an aqueous solution of 27% nylon 6/6 was rapidly heated (2.6 degrees C/s) to 372 degrees C at 30 MPa, the solution became homogeneous at 331 degrees C. Upon cooling, the final pressure was 30 MPa and both particles and gas were observed, Analysis of the particles by Raman indicated decomposed nylon 6/6 solid. When an aqueous solution of 31% nylon 6/6 was rapidly heated (2.9 degrees C/s) to 425 degrees C at 58 MPa, the solution became homogeneous at 323 degrees C. Upon cooling, the final pressure was 143 MPa, and, remarkably, only a second Liquid precipitated and no gas or solids were observed. From the experiments, we concluded that the reaction pathways are completely different between the subcritical and supercritical water conditions. For the case of subcritical conditions, the final products were solid particles having a nylon character along with a considerable amount of gas. At supercritical water conditions, the final products were liquids having little nylon character and no gas. Experiments were performed at, a constant temperature of 272 degrees C at initial pressures ranging from 87 to 400 MPa. As the reaction proceeded, the pressure was measured at 30-s intervals. At average pressures less than 300 MPa, the nylon 6/6 samples melted and appeared to become homogeneous, At average pressures higher than 520 MPa, the nylon 6/6 samples remained heterogeneous, From these results, the rate of hydrolysis was concluded to increase with pressure. The reaction volume was found to be -21.1 cm(3)/mol, which can be explained by the overall formation of water-soluble products. (C) 2000 John Wiley & Sons, Inc.

  222. Phase behavior and reaction of polyethylene in supercritical water at pressures up to 2.6 GPa and temperatures up to 670 degrees C 査読有り

    Z Fang, RL Smith, H Inomata, K Arai

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 16 (3) 207-216 2000年1月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0896-8446(99)00035-2  

    ISSN:0896-8446

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    Phase behavior and reaction of polyethylene (PE) in supercritical water were studied with a diamond anvil cell (DAC) technique with visual and Raman spectroscopy. When PE + water (12-30% PE) mixtures were rapidly heated at initial pressures ranging from 110 to 690 MPa, PE first melted and formed a liquid spherule PE phase. The spherule began to expand at above 450 degrees C and underwent a color change to red at about 570 degrees C. At higher temperatures, the red color disappeared and the PE molten phase turned transparent. Upon further heating, the red color returned and other material underwent homogenous reaction as evidenced by a dark color which appeared throughout the cell. Volatile liquids were formed on the surface of the liquid PE phase spherule. For reactions run at higher temperature (645-671 degrees C) at pressures ranging from 1.9 to 2.6 GPa, thin films formed on the anvils after quenching which had C=C, OH, and C-C Raman bands, which indicated that hydrolysis products formed even though the reaction times were relatively short (290-475 s). Reactions performed at a constant temperature of 423 degrees C and at an initial pressure of 850 MPa showed only a slight decrease (0.03 MPa/s) in pressure with time. The results of this study show, conclusively, that PE and water remain as a heterogeneous system over the polymer (12-30% PE) compositions studied during heating and reaction in supercritical water. Only after PE decomposes to lower molecular weight hydrocarbons, above about 565 degrees C, can homogeneous reaction conditions result. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  223. Domain-shifting algorithm: A new domain-decomposition scheme for molecular dynamics simulations on parallel computers 査読有り

    CC Liew, T Ikeshoji, N Saito, H Inomata

    PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT 138 (138) 205-210 2000年

    出版者・発行元:PROGRESS THEORETICAL PHYSICS PUBLICATION OFFICE

    ISSN:0375-9687

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    A domain is conventionally defined as a stationary sub-region of the simulated system in a domain-decomposition scheme for molecular dynamics (MD) simulations on parallel computers. We proposed an algorithm where all domains pre-assigned to processors are shifted to a particular direction, beyond the displacement of particles in the system during a time-step or a period of small time-steps; as a result, it allows us to reduce the data transfer partners in the particle re-allocation procedure. We also proposed a systematic link-cell method that allows us to make use of small domain and reduces the amount of data to be transferred for updating the positions and forces of particles, in comparison to the conventional schemes. Benchmark studies of a three-dimensional Lennard-Jones system have been carried out using a parallel MD simulation program implemented via a MPI-based message-passing interface on several parallel computers. A result on a 16-CPU parallel computer system shows that the new scheme allows us to achieve a high parallel efficiency (over 75%) for MD simulations of a system with relatively small number of particles per processor (N/P &lt; 500).

  224. Quantitative extraction of aqueous alkali metal ions using supercritical carbon dioxide and polyethylene glycol ligands 査読有り

    S Mochizuki, RL Smith, H Inomata

    CHEMICAL COMMUNICATIONS 2000 1381-1382 2000年

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/b003411h  

    ISSN:1359-7345

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    Quantitative extraction (30-70%) of alkali metal ions (K+, Na+: 1.7 x 10(-4) mol dm(-3)) from aqueous solutions with supercritical carbon dioxide (40 degrees C, 10-18 MPa) could be achieved using glymes (triethylene glycol dimethyl ether (triglyme: 3G), tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme: 4G)) and the addition of pentadecafluoro-n-octanoic acid (HPFOA) that supplies a CO2-philic counter ion and makes the metal-ligand complex soluble in the CO2 solvent via counter ion exchange.

  225. Perfluorocarboxylic acid counter ion enhanced extraction of aqueous alkali metal ions with supercritical carbon dioxide 査読有り

    S Mochizuki, N Wada, RL Smith, H Inomata

    ANALYST 124 (10) 1507-1511 1999年10月

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/a904873a  

    ISSN:0003-2654

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    Supercritical carbon dioxide (scCO(2)) extraction of alkali metal ions from aqueous solutions (K+, Na+:1.7 x 10(-4) mol dm(-3)) with crown ethers [18-crown-6 (18C6), cis-dicyclohexyl-18-crown-6 (DC18C6), 15-crown-5 (15C5)] as ligands was investigated at 40 degrees C and 8-18 MPa. Ligands were chosen that form 1:1 (cation-ligand) complexes with the alkali metal ions. The recovery for potassium ion was 1-2% with 18C6, and was insensitive to pressure. In the presence of an additive, pentadecafluorooctanoic acid (HPFOA), the recovery for potassium ion could be increased to 43-54%. This is because the HPFOA has CO2-philic fluoroalkyl chains and also easily generates counter ions for the metal-ligand complex. Similar behavior was also observed when DC18C6 ligand was used, although the recovery relative to 18C6 was lower. The recovery for sodium ion was 5-15% with 18C6 and HPFOA and 20-40% when 15C5 or DC18C6 ligands with HPFOA were used. For these cases, the increased recoveries for sodium ion can be attributed to the smaller cavity sizes of the 15C5 and the hydrophobicity of DC18C6 ligands, in addition to the HPFOA counter ion effect. The extraction mechanism is considered to involve as cation-ligand complex formation, HPFOA dissociation and HPFOA anion interaction with the complex as counter ion. Based on the mechanism, a chemical equilibrium model was developed which confirmed that the extracted complexes (alkali metal ion-ligand-counter ion) for all systems were monomeric (1:1:1). These results show that alkali metals can be extracted with scCO(2) using ligands and further that the recovery of the metals can be greatly increased by adding a substance that can supply a CO2-philic counter ion.

  226. NH<SUB>3</SUB>-SO<SUB>2</SUB>-CO<SUB>2</SUB> 希薄水溶液の気液平衡特性 査読有り

    井上正憲, 吉田隆紀, 青木秀之, 猪股 宏, 三浦隆利

    化学工学論文集 25 (5) 677-682 1999年10月

    出版者・発行元:The Society of Chemical Engineers, Japan

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.25.677  

    ISSN:0386-216X

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    清浄水を用いたエアーワッシャの設計およびシステム解析では, 低濃度の弱電解質を含む溶液中のイオン解離平衡および気液平衡特性を知るとともに, その推算を行う必要がある.本研究ではこれらの特性を調べるために, 計算と実験により比較検討を行った.気液平衡計算は活量係数モデルにより, 既往の文献によるイオン解離定数およびヘンリー定数を用いてNH<SUB>3</SUB>-CO<SUB>2</SUB>-H<SUB>2</SUB>O系, SO<SUB>2</SUB>-CO<SUB>2</SUB>-H<SUB>2</SUB>O系, NH<SUB>3</SUB>-SO<SUB>2</SUB>-CO<SUB>2</SUB>-H<SUB>2</SUB>O系について行った.実験は23℃一定で総溶質モル濃度10<SUP>-6</SUP>~10<SUP>-3</SUP>mol/kg-H<SUB>2</SUB>Oの希薄な混合溶液について, 総溶質濃度, 溶液pH値および気相分圧を測定した・イオン解離平衡については, 計算と実験で求めたpH値を比較し, 気液平衡については気相分圧を比較した.その結果, キャリアガス中の不純物に起因すると推定される実験値のばらつきはあるが, 両者の平衡特性はほぼ一致し, 低濃度領域での気液平衡特性およびその推算の妥当性が確認された.

  227. Phase behavior and reaction of polyethylene terephthalate-water systems at pressures up to 173 MPa and temperatures up to 490°C 査読有り

    Zhen Fang, Richard L. Smith Jr., Hiroshi Inomata, Kunio Arai

    Journal of Supercritical Fluids 15 (3) 229-243 1999年7月

    出版者・発行元:Elsevier

    DOI: 10.1016/S0896-8446(99)00010-8  

    ISSN:0896-8446

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    The phase behavior and reaction rate of polyethylene terephthalate (PET) in water were studied with a hydrothermal diamond anvil cell (DAC), visual microscopy and Raman spectroscopy. Experimental runs were made to observe PET under subcritical water, supercritical water and pyrolysis conditions, and also terephthalic acid (TPA) under supercritical water conditions. Over the range of PET concentrations studied (12 to 59wt%), most systems became homogeneous. For the case where samples were heated slowly, the homogenization temperature was around the PET melting point (241°C). For PET samples that were rapidly heated and underwent a solid-liquid transition upon heating, the homogeneous temperature was between 297°C and 318°C. For samples that were rapidly heated and underwent crystallization during heating, the homogenization temperature was between 360°C and 396°C. The homogenization temperature for TPA+water was found to be around 356°C. PET particles that were well dispersed into the aqueous phase and rapidly heated to supercritical conditions were found to undergo surface crystallization and subsequent melting of the crystalline oligomers. In general, the crystals formed during both heating and cooling were oligomeric forms of TPA, as apparent from the high dissolution temperatures and as confirmed by Raman spectroscopy after cooling. © 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  228. Energy analysis of supercritical carbon dioxide extraction processes 査読有り

    RL Smith, H Inomata, M Kanno, K Arai

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 15 (2) 145-156 1999年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    ISSN:0896-8446

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    Supercritical fluids are being used to develop new extraction and cleaning systems. In this work, common cycles used in extraction cycles are analyzed in detail with respect to energy requirements and exergy losses. First, cycles that operate between the saturation region and supercritical region are considered. From the exergy analysis for pump cycles, it can be seen that there is an optimum extraction pressure that provides a minimum in exergy loss for a given extraction temperature and separation pressure. The minimum exergy losses are described by parametric equations in terms of extraction temperature, pressure and separation pressure. A similar set of equations is provided in terms of extraction temperature, density and separation pressure. Compressor cycles are also analyzed and it was found that selection between pump and compressor cycles can be made by determination of equal exergy loss points. These points are presented graphically and also in terms of parametric equations for extraction pressure or extraction density in terms of extraction temperature and separation pressure. Cycles that operate solely in the supercritical region were studied. The cycle proposed by de Swaan Arons (4th International Symposium on Supercritical Fluids, May 11-15, 1997, Japan) was found to provide very low exergy losses for a given change in extraction and separation density. It was also found that, while supercritical region cycles can provide lower exergy losses than cycles operating between the saturation and supercritical region, for some cases of high density difference, pump or compressor cycles can be competitive with the supercritical region cycles. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

  229. Fundamental Study of de-Solventing Polymer Solutions with Supercritical CO<SUB>2</SUB> 査読有り

    Hiroshi Inomata, Yoshihiro Honma, Masashi Imahori, Kunio Arai

    Fluid Phase Equilibria 158-160 857-867 1999年4月

    DOI: 10.1016/S0378-3812(99)00148-X  

  230. Supercritical fluid extraction of alkali metal ions using crown ethers with perfluorocarboxylic acid from aqueous solution 査読有り

    S Mochizuki, N Wada, RL Smith, H Inomata

    ANALYTICAL COMMUNICATIONS 36 (2) 51-52 1999年2月

    出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY

    DOI: 10.1039/a808654k  

    ISSN:1359-7337

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    The extraction of alkali metal ions from aqueous solution (K+, Na+ : 1.7 x 10(-4) mol dm(-3)) with supercritical CO2 (scCO(2)) and crown ethers [18-crown-6 (18C6), 15-crown-5 (15C5)] as ligand was investigated at 40 degrees C and 8.0-18.0 MPa, The recovery. for potassium ion was 1-2% with 18C6 and was independent of pressure. Remarkably, the recovery increased to 40-60% in the presence of the additive pentadecafluoro-n-octanoic acid (PFOA), which is probably because PFOA has CO2-philic fluoroalkyl chains, and easily generates counter ions for the metal-ligand complex. In the case of sodium, the recovery was found to be low even with PFOA, which may be related to the cavity size of 18C6. The 15-crown-5 Iigand, having the smaller cavity size increased sodium recovery up to 20-40%. These results show that alkali metals can be extracted with scCO(2) and crown ether ligands and further that the recovery of the metals can be greatly increased by adding a substance that can supply a CO2-philic counter ion.

  231. Preparation of Organic Microcrystals Using Supercritical Fluid Crystallization Method. 査読有り

    Yuko Komai, Hitoshi Kasai, Hideyuki Hirakoso, Yukiya Hakuta, Hideyuki Katagi, Shuji Okada, Hidetoshi Oikawa, Tadafumi Adschiri, Hiroshi Inomata, Kunio Arai, Hachiro Nakanishi

    Journal of Applied Physics 38 (1) L81-L83 1999年2月

    出版者・発行元:公益社団法人 応用物理学会

    DOI: 10.1143/JJAP.38.L81  

    ISSN:0021-4922

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    We propose that the supercritical fluid crystallization (SCFC) method is one of the most promising techniques for preparing organic microcrystals. In the case of titanylphthalocyanine (TiOPc) and diacetylenes, the size and forms of the resulting microcrystals could be controlled by changing SCFC conditions. In particular, the SCFC method for the microcrystallizaton of phthalocyanines is expected to be useful, replacing the previous acid-pasting method.

  232. Three-dimensional structure and hydrogen bonding of water in sub- and supercritical regions: a molecular simulation study 査読有り

    CC Liew, H Inomata, K Arai, S Saito

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 13 (1-3) 83-91 1998年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0896-8446(98)00038-2  

    ISSN:0896-8446

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    Molecular dynamics (MD) simulations of pure water in the sub- and supercritical regions were performed using a four-site flexible model (cm4P-mTR), which was recently proposed for study of water and aqueous solutions in liquid and critical region. MD simulation results show that this model is capable of reproducing the PVT behavior and self diffusion of water in the sub- and supercritical regions. An investigation of three-dimensional solution structure and hydrogen bonding (HB) of water via spatial distribution functions was performed. We found that besides water pairs in the linear hydrogen bonding (LHB), the HE network of water in supercritical region also consists of water pairs in the bifurcated hydrogen bonding (BHB) orientation. (C) 1998 Elsevier Science B.V.

  233. Flexible molecular models for molecular dynamics study of near and supercritical water 査読有り

    CC Liew, H Inomata, K Arai

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 144 (1-2) 287-298 1998年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0378-3812(97)00271-9  

    ISSN:0378-3812

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    Four flexible water models based an the harmonic and a modified anharmonic form of Toukan and Rahman intramolecular potential models grafted onto 3-site and 4-site intermolecular models were proposed, and the influence of their flexibility and intermolecular potential on the phase behavior were examined. A global optimization of the potential parameters was performed according to the physical properties and IR spectra of water at the ambient state. The critical properties of the four models were estimated by using direct molecular dynamics (MD) simulation of liquid-vapor coexisting phases and fitting the coexisting densities to the law of rectilinear diameter and the scaling law for density with a scaling exponent of beta(c) = 0.325. Based on a similar intermolecular model (the simple point charge model, SPC) we found that the anharmonic model gave a critical point (T-c = 370.3 +/- 3.6 degrees C; rho(c) = 0.32 +/- 0.006 g/cm(3)) which agreed well with the experimental properties (T-c = 374.0 degrees C; rho(c) = 0.322 g/cm(3)), while the harmonic model gave low values (T-c = 337.3 +/- 8.5 degrees C; rho(c) = 0.290 +/- 0.007 g/cm(3)). On the other hand, for anharmonic flexible water models adopting the experimental value, the model grafted onto a 3-site TIPS model (the transferable intermolecular potential functions, TIP3P) did not provide satisfactory reproduction of the critical point (T-c = 320.1 +/- 5.2 degrees C; rho(c) = 0.288 +/- 0.005 g/cm(3)), while the model grafted onto a 4-site TIPS model (modified TIP4P model with M-site on the center of mass, referred to as cm4P) provided good representation of critical properties (T-c = 368.4 +/- 6.2 degrees C; rho(c) = 0.307 +/- 0.005 g/cm(3)). The flexible models with anharmonic form of flexibility grafted the SPC or cm4P model are suitable model for study of water and aqueous solutions in state points ranging from liquid to near- and supercritical region. (C) 1998 Elsevier Science B.V.

  234. Size and Form Control of Titanylphthalocyanine Microcrystals by Supercritical Fluid Crystallization Method 査読有り

    Yuko Komai, Hitoshi Kasai, Hideyuki Hirakoso, Yukiya Hakuta, Shuji Okada, Hidetoshi Oikawa, Tadafumi Adschiri, Hiroshi Inomata, Kunio Arai, Hachiro Nakanishi

    MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS SCIENCE AND TECHNOLOGY SECTION A-MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS 322 167-172 1998年

    出版者・発行元:GORDON BREACH PUBLISHING, TAYLOR & FRANCIS GROUP

    DOI: 10.1080/10587259808030217  

    ISSN:1058-725X

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    Supercritical fluid crystallization (SCFC) method is proposed for preparing microcrystals of pi-conjugated organic compounds as a development of conventional reprecipitation method. In SCFC method, both size and form of titanylphthalocyanine microcrystals could be controlled by changing experimental conditions such as temperature and type of solvent. We have been able to fabricate gamma-form of titanylphthalocyanine microcrystals with 50 nm in size, which is expected to be promising material for organic photoconductors.

  235. Local excess density about substituted benzene compounds in supercritical CO2 based on FT-IR spectroscopy 査読有り

    N Wada, M Saito, D Kitada, RL Smith, H Inomata, K Arai, S Saito

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B 101 (50) 10918-10922 1997年12月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/jp972309j  

    ISSN:1089-5647

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    IR spectra of substituted benzene compounds were measured in supercritical CO2 with an apparatus capable of in situ measurement. An experimental procedure was developed which provided reliable data and allowed quantitative analyses. The molar absorption coefficient of substituent deformation stretch and C-C ring stretch were found to vary with the system density but their density dependence was different. A method for determining the local excess density of benzene derivatives in supercritical CO2 is proposed. The expression obtained for the local excess density can be represented by a single function in terms of bulk density and exhibits a maximum just below the critical density.

  236. 超臨界二酸化炭素の自然対流熱伝達における数値解析 査読有り

    佐藤友章, 味原祐二, 猪股宏, 斎藤正三郎

    化学工学論文集 23 (1) 132-135 1997年1月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1252/kakoronbunshu.23.132  

    ISSN:0386-216X

  237. 温度勾配を付与した超臨界二酸化炭素精留塔を用いたEPA-Etの高度精製 査読有り

    鈴木啓正, 陳鈞, 阿尻雅文, 猪股宏, 新井邦夫

    日本油化学会誌 46 (3) 331-340 1997年

    出版者・発行元:Japan Oil Chemists' Society

    DOI: 10.5650/jos1996.46.331  

    ISSN:1341-8327

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    温度勾配を付与した内径9.7mm, 高さ1430mmの精留塔を装着した超臨界CO<SUB>2</SUB>抽出装置を用い, EPA-Etの高純度精製を検討した。本研究では, 精留効果の発現に必要な内部還流に焦点を当て, 精留塔の充填物の効果, 温度勾配による還流比の違いを考察した。そして, 塔内にDixon Packingを充填して, 塔底から塔頂にかけて35℃~80℃の直線上の温度勾配を付与することで, 分離能を改善し, 抽出油中のEPA含量を約90%以上とした。

  238. Application of liquid crystal theory to the estimation of mesophase pitch phase-transition behavior 査読有り

    M Shishido, H Inomata, K Arai, S Saito

    CARBON 35 (6) 797-799 1997年

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/S0008-6223(97)00016-X  

    ISSN:0008-6223

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    The molecular field treatment developed for analysis of phase equilibria of meson-nonmesogen liquid crystal mixtures was applied to a quantitative description of the phase transition behavior of mesophase pitches, which were prepared by mixing a benzene-soluble fraction with a benzene-insoluble fraction of coal-tar pitch. The result showed that such a simplified theoretical treatment can be used to describe a phase diagram for a mesophase pitch. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.

  239. Phase equilibrium calculation with a local composition model based on Lennard-Jones potential 査読有り

    H Inomata, N Nakabayashi, S Saito

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 125 (1-2) 13-20 1996年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/S0378-3812(96)03086-5  

    ISSN:0378-3812

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    A new density-dependent local composition model was derived for calculating phase equilibria of supercritical fluid mixtures. In the model, the probability of finding j-molecules about an i-molecule is given by a Wilson type equation in which the j-i interaction is represented by a Lennard-Jones (LJ) potential. The local composition in both nearest and second-nearest neighbors was considered for developing an equation of state for mixtures from two-fluid theory. Phase equilibrium calculations with the new model were performed for representative argon-hydrocarbon, hydrocarbon-hydrocarbon and CO2-alcohol binary mixtures. Accurate prediction could be obtained for the systems whose components are well known to be LJ fluids.

  240. Molecular dynamics simulation of infinitely dilute solutions of benzene in supercritical CO2 査読有り

    Hiroshi Inomata, Shozaburo Saito, Pablo G. Debenedetti

    Fluid Phase Equilibria 116 (1) 282-288 1996年3月

    出版者・発行元:Elsevier Science B.V.

    DOI: 10.1016/0378-3812(95)02897-8  

    ISSN:0378-3812

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    Molecular dynamics simulations of infinitely dilute solutions of benzene in supercritical CO2 have been performed using site-site potential models for both molecules. The simulations were made for systems of 256 molecules (1 solute, 255 solvent) in the NVT ensemble, at slightly supercritical temperatures with respect to the solvent, and over a reduced density range of 0.5&lt ρr&lt 2. Angular distribution functions revealed that CO2 molecules tend to be oriented parallel to the benzene plane. Sector-dependent radial distribution functions indicated that solvation is preferentially polar. Solvation dynamics, and the density dependence of benzene's rotational and translational diffusion coefficients were investigated.

  241. 8 超臨界水中での熱硬化性樹脂の分解 (第一報)

    後藤 純也, 大鳥 利行, 猪股 宏, 新井 邦夫

    ネットワークポリマー 17 29-32 1996年

    出版者・発行元:合成樹脂工業協会

    DOI: 10.11364/networkpolymer1996.17.Supplement_29  

  242. MOLECULAR-DYNAMICS STUDY ON SOLVENT CLUSTERING IN SUPERCRITICAL-FLUID SOLUTIONS BASED ON PARTICLE RADIAL KINETIC-ENERGY 査読有り

    CC LIEW, H INOMATA, S SAITO

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 104 317-329 1995年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(94)02657-M  

    ISSN:0378-3812

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    The objective of this work was to study the dynamic structures of solute-solvent clusters in supercritical fluids with molecular dynamics (MD) simulation. A new definition for cluster formation, based on the relative radial kinetic energy, is proposed. The method defines a cluster member as a solvent molecule which has a relative solute-solvent radial kinetic energy less than or equal to their pair potential energy. MD Simulations of Lennard-Jones (LJ) mixtures are shown for CO2 + pyrene and CO2 + model substances using one solute molecule and 863 solvent (CO2) molecules at T*=1.40, rho*=0.35 via a Nose-Hoover thermostat. The average number of member CO2 molecules in a sphere with diameter of 13.5 sigma(CO2) surrounding the pyrene solute was found to be 58. By tagging cluster and non-cluster members, we observed that approximately half of the particles in the first cluster shell exchanged in about 4 ps. Our simulations show that the number of remaining initial cluster members decay very rapidly in the beginning and approach a constant exponential decay after around 1 ps in all systems. The behavior of the time dependent radial distribution function of the remaining initial members indicated that only those members which were initially located in the solvation shell remained as members after about 1 ps. We considered the number of cluster members on the constant decay curve as the number of solvation members. By using the exponential decay rate, the cluster half-life and the solvation number of the CO2 + pyrene system was found to be around 1 ps and 16 solvent molecules, respectively. Other LJ mixtures were also studied and it was found that the LJ energy parameter strongly influences the decay rate while the LJ size parameter directly affects the solvation number. Molecular weight only had a small effect on solvation number.

  243. Swelling behaviours of N-alkylacrylamide gels in water: effects of copolymerization and crosslinking density 査読有り

    H. Inomata, N. Wada, Y. Yagi, S. Goto, S. Saito

    Polymer 36 (4) 875-877 1995年

    DOI: 10.1016/0032-3861(95)93120-B  

    ISSN:0032-3861

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    N-isopropylacrylamide (NIPA)/N-n-propylacrylamide (NNPA) copolymer gels of various molar ratios were prepared by radical polymerization and the relationship between the swelling behaviour of the gels and the copolymerization ratio was studied experimentally. The effect of a crosslinking point on the swelling behaviour of the NIPA gels was investigated by preparing the gels with various crosslinking densities. The results of our experiments revealed that the transition temperatures of the NIPA/NNPA copolymer gels were changed in proportion to the monomer ratio used in copolymerization and that the crosslinking density strongly affected the swelling ratios but not the transition temperatures of the gels. © 1995.

  244. Measurement and Correlation of the Swelling Pressure of N-Isopropylacrylamide Gel 査読有り

    Hiroshi Inomata, Kenji Nagahama, Shozaburo Saito

    Macromolecules 27 (22) 6459-6464 1994年10月1日

    DOI: 10.1021/ma00100a031  

    ISSN:1520-5835 0024-9297

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    Swelling pressures of N-isopropylacrylamide gels of various cross-linking densities were measured from their swollen state to shrunken state by swelling the gels in polymer aqueous solutions whose concentrations were adjusted to show the desired osmotic pressures. The swelling pressures of the gels were determined to be equal to the osmotic pressure of the aqueous solution in which the gel was swollen. The measured swelling pressures were in the range 0–6000 Pa. It was found that the binodal curve of the gel–gel transition of N-isopropylacrylamide gels, which was estimated from the measured swelling pressure data, was similar to that in liquid–liquid equilibria of poly(N-isopropylacrylamide) aqueous solutions, especially in the vicinity of a critical region (namely near its lower critical solution temperature, LCST). The parameters of the prediction model proposed by Hooper et al. were fitted to the measured swelling pressure data of the gels of various cross-linking densities and applied to the calculation of the swelling equilibria of the gels. The calculation results were in good agreement with the experimental data, suggesting that the addition of the mixing and elastic contributions in osmotic pressure of the gel could be a useful assumption for the prediction of swelling equilibria of the gel, i.e., that the nature of the gel could be approximately expressed by means of its elasticity. © 1994, American Chemical Society. All rights reserved.

  245. MEASUREMENT OF OSMOTIC-PRESSURE IN AQUEOUS-SOLUTIONS OF POLY(ETHYLENE GLYCOL) AND POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE) 査読有り

    K NAGAHAMA, H INOMATA, S SAITO

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 96 203-214 1994年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(94)80096-0  

    ISSN:0378-3812

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    The osmotic pressure of aqueous solutions of poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) was measured over the temperature range from 5 to 35-degrees-C at concentrations from 0.5 to 2.5 wt.%. It was found that the mixing enthalpy DELTAh and mixing entropy DELTAs of water, which were determined from the temperature dependence of the osmotic pressure, were negative and that the magnitude of DELTAh was slightly larger than that of TDELTAs. This indicated that the dissolution of the polymers in water was dominated by enthalpy or intermolecular interaction. The existence of local structure in the solution was revealed by a negative entropy. Virial coefficients were determined from the concentration dependence of the osmotic pressure. The second virial coefficient of PEG aqueous solution increased linearly with a decrease in temperature, while that of PNIPA aqueous solution had a maximum around 15-degrees-C, and suggested the existence of two theta temperatures. The third virial coefficient of PNIPA aqueous solution increased at lower temperatures. The osmotic pressure data were correlated with the lattice model proposed by Prange et al. (Prange, M.M., Hooper, H.H. and Prausnitz, J.M., 1989. AIChE J., 35: 803).

  246. GROWTH-RATE OF SILICA PARTICLES FROM AMMONIA-CATALYZED HYDROLYSIS OF TETRAETHYL ORTHOSILICATE 査読有り

    M KONNO, H INOMATA, T MATSUNAGA, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 27 (1) 134-136 1994年2月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.27.134  

    ISSN:0021-9592

  247. DENSITY-DEPENDENCE OF THE MOLAR ABSORPTION-COEFFICIENT - APPLICATION OF THE BEER-LAMBERT LAW TO SUPERCRITICAL CO2-NAPHTHALENE MIXTURE 査読有り

    H INOMATA, Y YAGI, M SAITO, S SAITO

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 6 (4) 237-240 1993年12月

    出版者・発行元:PRA PRESS

    ISSN:0896-8446

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    Infrared absorption spectra of naphthalene in supercritical carbon dioxide (CO2) solutions of various concentrations were measured at 318.15 K at various pressures. The molar absorption coefficient of naphthalene in supercritical CO2 Was found to be dependent on the density Of CO2. As die density Of CO2 increased, a red shift of peak wavenumber of the C-C vibration (quadrant stretching) were observed. This suggests that the molecular vibration of naphthalene in supercritical CO2 was affected by the fluid density.

  248. SWELLING BEHAVIOR OF N-ISOPROPYLACRYLAMIDE-BASED AMPHOTERIC GELS 査読有り

    N WADA, Y YAGI, H INOMATA, S SAITO

    JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART A-POLYMER CHEMISTRY 31 (10) 2647-2651 1993年9月

    出版者・発行元:JOHN WILEY & SONS INC

    DOI: 10.1002/pola.1993.080311026  

    ISSN:0887-624X

  249. DENSITY-DEPENDENCE OF FERMI RESONANCE OF SUPERCRITICAL CARBON-DIOXIDE 査読有り

    Y YAGI, H TSUGANE, H INOMATA, S SAITO

    JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 6 (3) 139-142 1993年9月

    出版者・発行元:PRA PRESS

    ISSN:0896-8446

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    Infrared spectra of supercritical carbon dioxide were measured at various pressures and temperatures. The Fermi resonance absorbance of supercritical CO2 was influenced by pressure and temperature. The absorbance data revealed that the density dependence of Fermi resonance in the vicinity of the critical point was different from that in the region far from the critical point and was found to be related to that of the isothermal compressibility.

  250. INTERMOLECULAR EXCIPLEX OF PYRENE/N,N-DIMETHYLANILINE IN SUPERCRITICAL CARBON-DIOXIDE 査読有り

    H INOMATA, H HAMATANI, N WADA, Y YAGI, S SAITO

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY 97 (24) 6332-6333 1993年6月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/j100126a002  

    ISSN:0022-3654

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    Fluorescence spectra of supercritical carbon dioxide (ScCO2) containing a small amount of pyrene (10(-5) M) and NN-dimethylaniline (DMA, 10(-5) M) were measured in the pressure range of 8-27 MPa at 318.15 K. Emission from intermolecular exciplexes of pyrene/NN-dimethylaniline were clearly observed in supercritical carbon dioxide, and its intensity decreased as the fluid pressure (density) increased. The fluorescence spectra at various pressures were similar to those of pyrene (10(-5) M)/N,N-dimethylaniline (10(-2)-10(-4) M) in n-hexane with varing the concentration of NN-dimethylaniline (Okada and Mataga). These results suggested that pyrene molecules were preferentially surrounded by N,N-dimethylaniline molecules in ScCO2, and the local distribution of DMA around pyrene varied remarkably by changing the pressure in SCCO2.

  251. STABILIZATION OF A GLOBULAR POLYMER IN WATER BY ADDITION OF SURFACTANT 査読有り

    Y KAJIMA, Y YAGI, H INOMATA, S SAITO

    LANGMUIR 9 (4) 1162-1163 1993年4月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/la00028a049  

    ISSN:0743-7463

  252. SEPARATION AND PURIFICATION OF INDOLE FROM COAL-TAR BY SUPERCRITICAL FLUID EXTRACTION 査読有り

    M YANAGIUCHI, T KATO, T UEDA, K MATUBARA, K ARAI, H INOMATA, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 26 (2) 153-158 1993年4月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.26.153  

    ISSN:0021-9592

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    Supercritical fluid extraction was applied to the separation and purification of indole. Indole is important as a feedstock for tryptophan, which is used in the field of biotechnology. Supercritical fluid extraction of coal tar oil including indole was conducted using CO2 and C2H4. Not much indole was extracted, but it was concentrated in the raffinate. To concentrate high-purity indole in the raffinate, ethylene glycol and mono ethanol amine (MEA) were used as additives for supercritical fluid extraction by C2H4. After distillation of the raffinate with MEA was conducted, high-purity indole was obtained. On the basis of these results, a newly developed process was proposed that uses combined supercritical fluid extraction to separate high-purity indole from coal tar oil.

  253. STUDIES ON VOLUME PHASE-TRANSITION OF N-SUBSTITUTED ACRYLAMIDE HYDROGELS 査読有り

    H INOMATA, S SAITO

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 82 291-302 1993年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    ISSN:0378-3812

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    The swelling equilibria of N-substituted acrylamide gels, such as N- isopropylacrylamide, N-n-propylacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide gels, were measured in water at various temperature. It was found that the gels showed thermoshrinking swelling behaviors and that the swelling behaviors were strongly dependent on the N-substitutes. The swelling equilibria of the N-isopropylacrylamide gel were measured in the presence of additives (salts and organic compounds). The additives did not affect the swelling ratio but depressed the transitin temperature. All these results were discussed in terms of hydrophobic interaction and additive effects on the hydration structure and it was confirmed that the hydrophobic interaction plays an important role in the thermoshrinking type phase transition. In addition, calculation results with a lattice model by Prange et al. were also presented.

  254. TAUTOMERIZATION OF 2,4-PENTANEDIONE IN SUPERCRITICAL CO2 査読有り

    Y YAGI, S SAITO, H INOMATA

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 26 (1) 116-118 1993年2月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.26.116  

    ISSN:0021-9592

  255. Non-radiative energy transfer in N-isopropylacrylamide gel 査読有り

    Yoshinori Kajima, Yasuhiko Yagi, Hiroshi Inomata, Shozaburo Saito

    Polymer Gels and Networks 1 (2) 127-134 1993年

    DOI: 10.1016/0966-7822(93)90016-B  

    ISSN:0966-7822

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    Non-radiative energy transfer from donor to acceptor probes attached to the network chains of an N-isopropylacrylamide (NIPA) gel was investigated in water at various temperatures through fluorescence spectrum measurements. Naphthalene or biphenyl was used as a donor, and pyrene as an acceptor. Two types of doubly labeled NIPA gels (NIPA/2-vinylnaphthalene/pyrenylacrylamide and NIPA/4-vinylbiphenyl/pyrenylacrylamide) were prepared by copolymerization. The non-radiative transfer was observed for both gels. The ratio of emission intensity from donor to that from acceptor was strongly dependent on temperature, which indicates that the non-radiative energy transfer in doubly labeled NIPA gels could be controlled by means of the volume change with temperature. © 1993.

  256. EFFECT OF SURFACTANT ON THE PHASE-TRANSITION OF N-ALKYLACRYLAMIDE GELS 査読有り

    N WADA, Y KAJIMA, Y YAGI, H INOMATA, S SAITO

    LANGMUIR 9 (1) 46-49 1993年1月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/la00025a013  

    ISSN:0743-7463

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    Swelling ratios of N-n-propylacrylamide (NNPA) and N-cyclopropylacrylamide (NCPA) gels in a sodium dodecyl sulfate aqueous solution and transition temperatures of poly(N-isopropylacrylamide) and poly-NNPA in several surfactant aqueous solutions were measured. The swelling behaviors of the gels and the transition temperatures of the polymer solutions are affected by the addition of small amount of surfactants, resulting from the association of the surfactant and the polymer chain. The addition effect of surfactant is strongly dependent on the alkyl chain length of polymer and surfactant. The results in the present work reveal that hydrophobic interaction between polymer chain and surfactant is a chief driving force of the association for anionic surfactant/nonionic pl (polymer) systems.

  257. VOLUME PHASE-TRANSITION OF N-ALKYLACRYLAMIDE GELS 査読有り

    S SAITO, M KONNO, H INOMATA

    ADVANCES IN POLYMER SCIENCE 109 207-232 1993年

    出版者・発行元:SPRINGER VERLAG

    ISSN:0065-3195

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    ExPerimental and theoretical studies performed on thermoshrinking N-alkylacrylamide gels are described. Equilibrium swelling ratios are presented for the gels in the presence of no additives, a surfactant (SDS), inorganic salts, polar organic components and tetraalkylammonium bromides. The gel studies are carefully matched to polymer cloud point studies and it is shown that the hydrophobicity of the monomer unit of the polymer greatly controls the phase behavior. A new model which can describe not only thermoswelling but also thermoshrinking types of volume phase transitions is presented. Dynamical studies performed with light scattering during spinodal decomposition provide new information on diffusion coefficients and mass transfer in the gels. Our studies provide new data on the use of a gel in membrane applications. We report permeation characteristics of a composite membrane of thermosensitive gel and porous glass. These include volume flux and rejection properties. It is pointed out that the change in the permeation characteristics results from that in micropore structures of the gel.

  258. THERMOSENSITIVE REENTRANT SWEELING BEHAVIOR OF N-(ALKOXYALKYL)ACRYLAMIDE GELS IN WATER 査読有り

    N WADA, Y YAGI, H INOMATA, S SAITO

    MACROMOLECULES 25 (26) 7220-7222 1992年12月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ma00052a024  

    ISSN:0024-9297

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    The swelling equilibria of four different N-(alkoyalkyl)acrylamide gels in water were measured at various temperatures. The N-3-(methoxypropyl)acrylamide (NMPA) gel hardly changed its volume upon heating. Three gels (N-(2-ethoxyethyl)acrylamide (NEEA), N-(3-ethoxypropyl)acrylamide (NEPA), and N-(tetrahydrofurfuryl)acrylamide (NTFA) gels) exhibited reentrant type swelling curves of a swollen-shrunken-swollen cycle in water in response to a change in temperature. The gradual shrinking of the NEEA, NEPA, and NTFA gels upon heating within the temperature range 25-35-degrees-C was considered to be due to the weak hydrophobic interaction based on the alkoxyalkyl groups, while the subsequent swelling at higher temperatures was due to the thermal mixing which dominated the hydrophobic interaction. These discussions were supported by preliminary calculations introducing the temperature dependence of hydrophobic interaction into the DELTAF term of Tanaka's equation.

  259. PHASE-EQUILIBRIUM STUDY FOR THE SEPARATION AND FRACTIONATION OF FATTY OIL COMPONENTS USING SUPERCRITICAL CARBON-DIOXIDE 査読有り

    R BHARATH, H INOMATA, T ADSCHIRI, K ARAI

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 81 (1-2) 307-320 1992年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(92)85159-6  

    ISSN:0378-3812

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    Vapor-liquid equilibria were measured for the binary systems oleic acid-carbon dioxide and triolein-carbon dioxide and for the ternary system oleic acid-triolein-carbon dioxide with the aim of separating the fatty acids and triglycerides. Experimental results showed that oleic acid can be selectively extracted using supercritical carbon dioxide as a solvent. Supercritical carbon dioxide was also considered for the fractionation of mixtures of triglycerides. High pressure vapor-liquid equilibria were measured for the systems palm kernel oil-carbon dioxide and sesame oil-carbon dioxide. Supercritical carbon dioxide was found to fractionate these triglyceride mixtures on the basis of the total carbon number of the constituent fatty acids of the triglyceride.

  260. DIMERIZATION OF BENZOIC-ACID IN SATURATED SOLUTION OF SUPERCRITICAL CARBON-DIOXIDE 査読有り

    H TSUGANE, Y YAGI, H INOMATA, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 25 (3) 351-353 1992年6月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.25.351  

    ISSN:0021-9592

  261. SOLUBILITY PARAMETER OF AN N-ISOPROPYLACRYLAMIDE GEL 査読有り

    Y YAGI, H INOMATA, S SAITO

    MACROMOLECULES 25 (11) 2997-2998 1992年5月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ma00037a034  

    ISSN:0024-9297

  262. EFFECT OF SODIUM DODECYL-SULFATE ON THE VOLUME PHASE-TRANSITION OF N-ISOPROPYLACRYLAMIDE GEL 査読有り

    H INOMATA, S GOTO, S SAITO

    LANGMUIR 8 (3) 1030-1031 1992年3月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/la00039a048  

    ISSN:0743-7463

  263. EFFECT OF ADDITIVES ON PHASE-TRANSITION OF N-ISOPROPYLACRYLAMIDE GELS 査読有り

    H INOMATA, S GOTO, K OTAKE, S SAITO

    LANGMUIR 8 (2) 687-690 1992年2月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/la00038a064  

    ISSN:0743-7463

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    Effects of salts on volume phase transition of N-isopropylacrylamide gels and cloud points of poly-(N-isopropylacrylamide) solution were measured. The experiments were performed with inorganic salts and tetraalkylammonium salts. The transition temperature for inorganic salts was dependent on anions rather than cations, and the change in transition temperature was linearly correlated with the viscosity B coefficient of anions. On the other hand, the transition temperature for tetraalkylammonium bromides strongly depended on alkyl chain length, which was suspected to result from an adsorption of the salts to the polymer segments.

  264. Fundamental investigation on supercritical extraction of coal-derived aromatic compounds 査読有り

    Mamoru Yanagiuchi, Torataro Ueda, Kenji Matsubara, Hiroshi Inomata, Kunio Arai, Shozaburo Saito

    The Journal of Supercritical Fluids 4 (3) 145-151 1991年9月

    DOI: 10.1016/0896-8446(91)90001-M  

    ISSN:0896-8446

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    For the effective separation of polyaromatic compounds in coal tar, binary and ternary vapor-liquid equilibria were measured for the systems of CO2-naphthalene, CO2-2-methylnaphthalene, CO2-quinoline, and CO2-naphthalene-quinoline at 394 and 435 K. The data were correlated with the Peng-Robinson equation-of-state. The selection of optimum solvent for the extraction of naphthalene from a naphthalene-quinoline mixture was conducted by calculations using the Peng-Robinson equation-of-state. © 1991.

  265. SPINODAL DECOMPOSITION OF N-N-PROPYLACRYLAMIDE GEL - EFFECT OF HYDROPHOBIC INTERACTION 査読有り

    H INOMATA, Y YAGI, S SAITO

    MACROMOLECULES 24 (13) 3962-3963 1991年6月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ma00013a033  

    ISSN:0024-9297

  266. PHASE-TRANSITION OF N-SUBSTITUTED ACRYLAMIDE GELS 査読有り

    H INOMATA, S GOTO, S SAITO

    MACROMOLECULES 23 (22) 4887-4888 1990年10月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ma00224a023  

    ISSN:0024-9297

  267. THE SIGNIFICANT STRUCTURE MODEL EQUATION OF STATE EXTENDED TO MIXTURES 査読有り

    K SUZUKI, H SUE, H INOMATA, K ARAI, S SAITO

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 58 (3) 239-264 1990年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(90)85135-W  

    ISSN:0378-3812

  268. PHASE-EQUILIBRIUM STUDY OF THE SEPARATION OF ETHANOL-WATER SOLUTION WITH SUPERCRITICAL CO2 査読有り

    H INOMATA, A KONDO, K ARAI, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 23 (2) 199-207 1990年4月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.23.199  

    ISSN:0021-9592

  269. 超臨界領域における溶解度について

    猪股宏, 斎藤正三郎

    日本金属学会会報 29 (6) 470-471 1990年

    出版者・発行元:The Japan Institute of Metals

    DOI: 10.2320/materia1962.29.470  

    ISSN:0021-4426

  270. Isothermal Vapor-Liquid Equilibrium Data for Binary Systems at High Pressures: Carbon Dioxide-Methanol, Carbon Dioxide-Ethanol, Carbon Dioxide-1-Propanol, Methane-Ethanol, Methane-1-Propanol, Ethane-Ethanol, and Ethane-1-Propanol Systems 査読有り

    Kazuhiko Suzuki, Haruhusa Sue, Masahiro Itou, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata, Kunio Arai, Shozaburo Saito

    Journal of Chemical and Engineering Data 35 (1) 63-66 1990年

    DOI: 10.1021/je00059a020  

    ISSN:1520-5134 0021-9568

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    Isothermal vapor-liquid equilibrium data for binary systems carbon dioxlde-methanol, carbon dioxide-ethanol, carbon dloxide-1-propanol, methane-ethanol, methane-1-propanol, ethane-ethanol, and ethane-1-propanol were measured by a new static phase equilibrium apparatus at 313.4 and 333.4 K. © 1990, American Chemical Society. All rights reserved.

  271. High-Pressure Vapor-Liquid Equilibrium Data of the 10-Component System Hydrogen, Carbon Monoxide, Carbon Dioxide, Water, Methane, Ethane, Propane, Methanol, Ethanol, and 1-Propanol at 313.4 and 333.4 K 査読有り

    Kazuhiko Suzuki, Haruhusa Sue, Masahiro Itou, Richard L. Smith, Hiroshi Inomata, Kunio Aral, Shozaburo Saito

    Journal of Chemical and Engineering Data 35 (1) 67-69 1990年

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/je00059a021  

    ISSN:1520-5134 0021-9568

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    Isothermal vapor-liquld equilibrium data for the system H2+ CO + CO2+ H2O + CH4+ C2H6+ C3H6+ CH3OH + C2H5OH + n-C3H7OH were measured with a static type equilibrium apparatus at 313.4 and 333.4 K and in the 8-17-MPa pressure range. © 1990, American Chemical Society. All rights reserved.

  272. THERMAL-ANALYSIS OF THE VOLUME PHASE-TRANSITION WITH N-ISOPROPYLACRYLAMIDE GELS 査読有り

    K OTAKE, H INOMATA, M KONNO, S SAITO

    MACROMOLECULES 23 (1) 283-289 1990年1月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ma00203a049  

    ISSN:0024-9297

  273. Phase equilibrium study for the design of separation and fractionation process for thermally labile compounds using supercritical carbon dioxide

    R.Bharath, H.Inomata, T.Adschiri, K.Arai, S.Saito

    Proc. APCChE5th Con. 4b-1 1990年

  274. ON THE FUNCTIONAL FORM OF THE EQUATION OF STATE FOR PREDICTION OF MIXTURE CRITICAL PROPERTIES 査読有り

    H INOMATA, K ARAI, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 22 (6) 695-698 1989年12月

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.22.695  

    ISSN:0021-9592

  275. MEASUREMENT AND PREDICTION OF PHASE-EQUILIBRIA FOR THE CO2-ETHANOL-WATER SYSTEM 査読有り

    H INOMATA, K ARAI, S SAITO, S OHBA, K TAKEUCHI

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 53 23-30 1989年12月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(89)80069-X  

    ISSN:0378-3812

  276. VAPOR LIQUID EQUILIBRIA FOR BINARY-MIXTURES OF CARBON-DIOXIDE AND FATTY-ACID ETHYL-ESTERS 査読有り

    R BHARATH, H INOMATA, K ARAI, K SHOJI, Y NOGUCHI

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 50 (3) 315-327 1989年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(89)80298-5  

    ISSN:0378-3812

  277. SPINODAL DECOMPOSITION OF AN AQUEOUS-SOLUTION OF POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE) 査読有り

    H INOMATA, Y YAGI, K OTAKE, M KONNO, S SAITO

    MACROMOLECULES 22 (8) 3494-3495 1989年8月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/ma00198a050  

    ISSN:0024-9297

  278. NEW EQUATION OF STATE BASED ON THE SIGNIFICANT STRUCTURE MODEL 査読有り

    K SUZUKI, H SUE, RL SMITH, H INOMATA, K ARAI, S SAITO

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 47 (1) 17-38 1989年7月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(89)80047-0  

    ISSN:0378-3812

    eISSN:1879-0224

  279. A NEW MODEL FOR THE THERMALLY INDUCED VOLUME PHASE-TRANSITION OF GELS 査読有り

    K OTAKE, H INOMATA, M KONNO, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 91 (2) 1345-1350 1989年7月

    出版者・発行元:AMER INST PHYSICS

    DOI: 10.1063/1.457157  

    ISSN:0021-9606

  280. SPINODAL DECOMPOSITION OF N-ISOPROPYLACRYLAMIDE HYDROGEL 査読有り

    K OTAKE, H INOMATA, Y YAGI, M KONNO, S SAITO

    POLYMER COMMUNICATIONS 30 (7) 203-205 1989年7月

    出版者・発行元:BUTTERWORTH-HEINEMANN LTD

    ISSN:0263-6476

  281. VAPOR LIQUID EQUILIBRIA FOR BINARY-MIXTURES OF CARBON-DIOXIDE AND FATTY-ACID METHYL-ESTERS 査読有り

    H INOMATA, T KONDO, S HIROHAMA, K ARAI, Y SUZUKI, M KONNO

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 46 (1) 41-52 1989年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(89)80273-0  

    ISSN:0378-3812

  282. ポリ塩化ビニル,ポリ酢酸ビニル,及び塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体に対する炭化水素気体の溶解度 査読有り

    佐藤義夫, 猪股宏, 新井邦夫

    高分子論文集 45 (3) 287-289 1988年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.1295/koron.45.287  

    ISSN:0386-2186

  283. VAPOR LIQUID EQUILIBRIA FOR THE AMMONIA METHANOL WATER-SYSTEM 査読有り

    H INOMATA, N IKAWA, K ARAI, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA 33 (1) 26-29 1988年1月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    DOI: 10.1021/je00051a010  

    ISSN:0021-9568

  284. VAPOR-LIQUID-EQUILIBRIA FOR CO2/HYDROCARBON MIXTURES AT ELEVATED-TEMPERATURES AND PRESSURES 査読有り

    H INOMATA, K ARAI, S SAITO

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 36 107-119 1987年10月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(87)85017-3  

    ISSN:0378-3812

  285. 太平洋炭の超臨界ガス抽出 査読有り

    宍戸昌広, 猪股宏, 新井邦夫, 斎藤正三郎

    燃料協会誌 66 (3) 196-203 1987年

    出版者・発行元:燃料協会

    DOI: 10.3775/jie.66.196  

    ISSN:0369-3775

  286. Measurement of vapor-liquid equilibria at elevated temperatures and pressures using a flow type apparatus 査読有り

    H. Inomata, K. Arai, S. Saito

    Fluid Phase Equilibria 29 (C) 225-232 1986年

    DOI: 10.1016/0378-3812(86)85023-3  

    ISSN:0378-3812

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Vapor-liquid equilibrium data were obtained for CO2-n-heptane, CO2-n-decane, CO2-trans-decalin, CO2-tetralin, CO2-quinoline, benzene-tetralin and benzene-quinoline systems in the temperature range from 340 to 710 K at several pressures up to 25 MPa. A flow-type apparatus was developed and used for vapor-liquid equilibrium measurements in order to reduce the residence time of heat sensitive substances at high temperatures. The operation of the present apparatus was easy and improved by employing an overflow type self-control system equipped with a back pressure regulator. The reliability of this experimental apparatus and procedure was proven since the vapor-liquid equilibrium data for the CO2-n-heptane system were in good agreement with literature data and the vapor and liquid phase compositions were independent of the sample flow rate within the range of flow rate employed. Measured data were correlated using equations of state and mixing rules based on the corresponding state principle. © 1986.

  287. Measurement of vapor pressures for coal-related aromatic compounds by gas saturation method 査読有り

    Nobuyuki Sato, Hiroshi Inomata, Kunio Arai, Shozaburo Saito

    Journal of Chemical Engineering of Japan 19 (2) 145-147 1986年

    DOI: 10.1252/jcej.19.145  

    ISSN:0021-9592

  288. Measurement Of Vapor-Liquid Equilibria At Elevated Temperatures And Pressures Using A Flow Type Apparatus 査読有り

    Hiroshi Inomata, Kazuhiro Tuchiya, Kunio Arai, Shozaburo Saito

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 19 (5) 386-391 1986年

    DOI: 10.1252/jcej.19.386  

    ISSN:0021-9592

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    A new flow-type apparatus was developed using an overflow-type liquid level self-control system and a back pressure regulator. The present apparatus makes possible vapor-liquid equilibrium measurements at high temperatures by minimizing the residence time of heat-sensitive substances. It was shown that the resulting vapor-and liquid-phase compositions were independent of the sample flow rate within the range of flow rates employed. Vapor-liquid equilibrium data were measured with this apparatus for the systems C02-«-heptane, C02-«-decane, C02-trans-decaIin, C02-tetralin, C02-quinoline, benzene-tetralin and benzene-quinoline in the temperature range from 340 to 710 K at several pressures up to 23 MPa. © 1986, The Society of Chemical Engineers, Japan. All rights reserved.

  289. PREDICTION OF THE CRITICAL PROPERTIES FOR MULTICOMPONENT SYSTEMS BY USE OF MODIFIED BWR EQUATIONS OF STATE 査読有り

    R FUKUZATO, Y TOMISAKA, H INOMATA, K ARAI, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 17 (6) 663-666 1984年

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.17.663  

    ISSN:0021-9592

  290. VAPOR-LIQUID-EQUILIBRIUM CALCULATIONS USING NEW MIXING RULES COMBINING FUNCTIONALLY DIFFERENT EQUATIONS OF STATE 査読有り

    K ARAI, H INOMATA, S SAITO

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 15 (1) 1-5 1982年

    出版者・発行元:SOC CHEMICAL ENG JAPAN

    DOI: 10.1252/jcej.15.1  

    ISSN:0021-9592

  291. NUMERICAL-SOLUTION FOR THE FLOW OF HIGHLY VISCOUS-FLUID IN AGITATED VESSEL WITH ANCHOR IMPELLER 査読有り

    M KURIYAMA, H INOMATA, K ARAI, S SAITO

    AICHE JOURNAL 28 (3) 385-391 1982年

    出版者・発行元:AMER INST CHEMICAL ENGINEERS

    DOI: 10.1002/aic.690280304  

    ISSN:0001-1541

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MISC 178

  1. 混合物の相平衡計算における状態方程式の適用法について 招待有り

    猪股 宏

    分子熱力学・分子シミュレーションに関する国際会議2021の講演要旨集 IL02 IL02 2021年9月

  2. 有機-無機ハイブリッドナノ粒子のPVT測定と相関

    本間大樹, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏

    分子熱力学・分子シミュレーションに関する国際会議2021の講演要旨集 PA09 2021年9月

  3. CO2 膨張液体中の有機-無機ハイブリッド粒子の分散性にCO2の役割

    Alif Duereh, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏

    分子熱力学・分子シミュレーションに関する国際会議2021の講演要旨集 OP07 2021年9月

  4. ケミカルフィルタにおける超臨界CO<sub>2</sub>洗浄条件効率化を目指した実証試験

    伊藤康孝, 宇敷育男, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 86th 2021年

  5. 高機能性活性炭再生へ向けた超臨界CO<sub>2</sub>中におけるエステル系VOC吸着平衡の測定及びモデリング

    上野祐治, 宇敷育男, 木原伸一, 滝嶌繁樹, 伊藤康孝, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 52nd 2021年

  6. ガラス転移点近傍におけるMMA/EA共重合に対するCO<sub>2</sub>溶解度および拡散係数の測定および推算に関する研究

    生内良樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 85th 2020年

  7. 超臨界流体クロマトグラフィーにおける保持係数相関モデルの開発

    浦田宙明, 大田昌樹, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 85th 2020年

  8. 溶解度パラメータを用いた超臨界流体クロマトグラフィーにおける保持係数相関モデルの構築

    浦田宙明, 大田昌樹, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 51st 2020年

  9. 高圧気液相分離条件下での超臨界CO<sub>2</sub>を用いた向流接触抽出による赤紫蘇エキス中成分の連続精留

    野村舜, 大田昌樹, 猪股宏, 佐藤善之

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 51st 2020年

  10. プロピレン共重合体に対する1-ブテン溶解度,拡散係数の測定と推算

    青山裕紀, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 51st 2020年

  11. 分子動力学シミュレーションによる1価および2価アルコール水溶液の水和構造解析

    伊藤優汰, 小野巧, 大田昌樹, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 51st 2020年

  12. ガラス転移点近傍におけるMMA/EA共重合に対するCO<sub>2</sub>溶解度および拡散係数の測定および推算に関する研究

    生内良樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 51st 2020年

  13. Modeling adsorption equilibria of metal precursors on mesoporous silica materials in supercritical carbon dioxide with 3D and 2D-SAFT-VR equations of state

    Ikuo Ushiki, Mio Koike, Yoshiyuki Sato, Shigeki Takishima, Hiroshi Inomata

    14th International Conference on Properties and Phase Equilibria for Products and Process Design 2019年5月

  14. 結晶化度およびコモノマー組成の異なるプロピレン共重合体に対するエチレン拡散係数の推算

    北岸綾乃, 滝沢翠里, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 84th 2019年

  15. ガス膨張液体用粘度計の開発とCO<sub>2</sub>+メタノール系の粘度・密度・沸点圧力の測定

    佐藤善之, 米山知里, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 84th 2019年

  16. Abraham modelを用いた類似化合物の超臨界流体クロマトグラフィーの保持挙動解析

    茂垣貴久, 平賀佑也, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 84th 2019年

  17. 固体溶質の物性情報からの超臨界二酸化炭素中溶解度の推算モデルの開発

    大田昌樹, 青山裕紀, 佐藤善之, スミス リチャード, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 84th 2019年

  18. 高温高圧条件における水-ジオール系の密度・粘度測定およびCubic Plus Association状態式及びEyring理論による相関

    小松侑史, 小野巧, 佐藤善之, 猪股宏

    Thermophysical Properties 40th 2019年

    ISSN:0911-1743

  19. CO<sub>2</sub>塗装法に向けたCO<sub>2</sub>膨張液体の粘度測定

    米山知里, 佐藤善之, 猪股宏

    Thermophysical Properties 40th 2019年

    ISSN:0911-1743

  20. 活性炭再生プロセスに向けた超臨界CO<sub>2</sub>雰囲気下におけるVOC吸脱着挙動の測定及び推算

    辻宙夢, 宇敷育男, 滝嶌繁樹, 伊藤康孝, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 84th ROMBUNNO.PA128 2019年

  21. 超臨界CO<sub>2</sub>を用いたメソポーラスシリカへの薬剤含浸プロセスの検討

    野口純矢, 宇敷育男, 木原伸一, 滝嶌繁樹, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 84th ROMBUNNO.PA140 2019年

  22. 超臨界向流接触抽出による青シソ含有のロスマリン酸/クロロフィルの選択的分離

    上野裕介, 宮間志帆, 星野友貴, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    日本食品科学工学会大会講演集 66th 2019年

  23. Thermodynamic modeling of adsorption equilibria of metal precursors on mesoporous silica adsorbents in supercritical carbon dioxide with SAFT-VR approach

    Ikuo Ushiki, Mio Koike, Yoshiyuki Sato, Shigeki Takishima, Hiroshi Inomata

    8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation 2018年9月

  24. 超臨界法によるメソポーラスシリカへの薬剤含浸プロセスの検討

    野口 純矢, 宇敷 育男, 木原 伸一, 滝嶌 繁樹, 猪股 宏

    第20回化学工学会学生発表会(東広島大会) 2018年3月3日

  25. リナロールとミルセンの分離に向けた高圧気液平衡測定および推算

    生内良樹, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会大会(Web) 2018 2018年

  26. 膜乳化法による液滴径およびDripping/Jetting遷移点の予測

    米山知里, 小野巧, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会大会(Web) 2018 2018年

  27. 天然機能性成分の選択的分離に向けた超臨界流体グラジエント精留システムの設計

    佐藤颯真, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    日本食品科学工学会大会講演集 65th 2018年

  28. 天然物エキス精製に向けた高圧気液平衡に基づく超臨界流体精留シミュレーション

    佐藤颯真, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 50th 2018年

  29. ガス膨張液体用転落球型粘度計の開発

    佐藤善之, 米山知里, 馬場啓生, 猪股宏

    Thermophysical Properties 39th 2018年

    ISSN:0911-1743

  30. 青シソからのロスマリン酸の選択的分離に向けた超臨界向流接触抽出実験

    大田昌樹, 宮間志帆, 上野裕介, 星野友貴, 佐藤颯真, 渡邉賢, 佐藤善之, 猪股宏

    日本食品科学工学会大会講演集 65th (8) 3Jp12 2018年

  31. シソの熱水処理によるペースト化とその抗ヘリコバクター・ピロリ活性について

    猪股宏, 大田昌樹, 山口喜久二, 人見信之

    日本食品科学工学会大会講演集 65th (J) 3Jp11 2018年

  32. P-34 水生バイオマスを対象とした湿式連続抽出技術の開発

    平賀佑也, 濱野裕一郎, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    バイオマス科学会議発表論文集(Web) 13 113‐114(J‐STAGE) 2018年

    DOI: 10.20550/jiebiomassronbun.13.0_113  

    ISSN:2423-8341

  33. 高圧CO<sub>2</sub>を用いた青ジソ含有成分の抽出挙動の解析

    宮間志帆, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 83rd ROMBUNNO.PA118 2018年

  34. セルロースナノファイバーを補強材としたシリカエアロゲルの開発

    小野巧, 渡邉賢, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 83rd ROMBUNNO.M203 2018年

  35. エチレン-酢酸ビニル共重合体を含む多成分系相平衡の測定と状態式による推算

    舟橋梓, 中村崇晃, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 83rd ROMBUNNO.PB274 2018年

  36. 高温高圧グルコース水溶液に対する密度・粘度の測定および相関法の検討

    経田萌, 小野巧, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 83rd ROMBUNNO.PB277 2018年

  37. 高圧気液平衡に基づくホップエキスの向流接触型連続抽出のモデル化

    星野友貴, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 83rd ROMBUNNO.PA113 2018年

  38. 大学を中核とした技術開発プラットフォーム構築によるイノベーション創出 ~地域活性化への取り組み事例~

    渡邉 賢, 猪股 宏, 赤木 弘喜, 鈴木 康夫, 藤井 智幸

    PMAJ Journal 59 24-35 2017年3月

  39. 使用済み活性炭の再生を目的とした超臨界CO2雰囲気下におけるVOC吸脱着挙動

    菊地 孝一, 宇敷育男, 佐藤善之, 猪股宏, 伊藤 康孝

    化学工学会第82年会 2017年3月

  40. 膜乳化法における液滴生成形状を考慮した液滴径予測モデルの検討

    小野巧, 佐藤優衣, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  41. 天然物の機能性材料化に向けての新しい無次元数(アグリゲーションパラメーター)の応用

    大田昌樹, 佐藤善之, スミス リチャード, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  42. 高圧気液平衡に基づくホップエキスの分画における操作因子の効果

    星野友貴, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  43. プロピレン共重合体に対するエチレン溶解度・拡散係数-ゴム状態への外挿

    滝沢翠里, 北岸綾乃, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  44. エチレン-アクリレート系共重合体を含む多成分系の相平衡測定および相関

    舟橋梓, 小池美旺, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  45. 分子動力学を用いたKirkwood-Buff理論に基づく高温高圧アルコール水溶液の密度ゆらぎの解析

    洞俊貴, 古川凌, 小野巧, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  46. 3-2-3 緑藻Botryococcus brauniiが生産する炭化水素の湿式連続抽出技術の開発

    大田昌樹, 濱野裕一郎, 平賀佑也, 佐藤善之, 猪股宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集(Web) 26 2017年

    ISSN:2423-8325

  47. 1-4-3 詳細構造解析データを用いた重質油系の高温高圧相平衡推算法

    佐藤颯真, 岩崎良亮, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏, 寺谷彰悟

    日本エネルギー学会大会講演要旨集(Web) 26 2017年

    ISSN:2423-8325

  48. CO<sub>2</sub>塗装法におけるポリマー溶液の相分離の予測

    佐藤善之, 阿部光平, 猪股宏

    Thermophysical Properties 38th 2017年

    ISSN:0911-1743

  49. 臨床肺機能検査の,低濃度化学物質曝露による気道影響評価への応用について

    荒川梨津子, 色川俊也, 色川俊也, 猪股宏, 小川浩正, 小川浩正, 大河内眞也, 大河内眞也, 田畑雅央, 田畑雅央, 大久典子, 冨樫晋, 中村剛, 新國悦弘, 三浦絵美里, 吉田薫, 黒澤一, 黒澤一

    産業衛生学雑誌 59 2017年

    ISSN:1341-0725

  50. 超臨界含浸プロセスの効率的設計へ向けたSAFT型状態式による金属前駆体溶解度の熱力学的モデリング

    宇敷育男, 春木将司, 小池美旺, 佐藤善之, 猪股宏, 木原伸一, 滝嶌繁樹

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  51. 超臨界含浸法に向けたメソポーラスシリカへの金属前駆体吸着平衡のモデリング

    小池美旺, 宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 49th 2017年

  52. 使用済活性炭再生プロセスの最適化に向けた超臨界CO2雰囲気下におけるVOC吸脱着挙動に関する検討

    菊地 孝一, 宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏, 伊藤 康孝

    化学工学会第48回秋季大会 2016年9月

  53. 超臨界CO2雰囲気下でのメソポーラスシリカへの金属前駆体の吸着挙動

    Ikuo Ushiki, Naoto Takahashi, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Richard, L. Smith Jr, Hiroshi Inomata

    14th International Conference on Properties and Phase Equilibria for Products and Process Design 3 P39 2016年5月

  54. ハイブリッドナノ粒子系の相平衡への状態式の適用

    柳正宇, 佐藤善之, 猪股宏, 阿尻雅文

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 81st 2016年

  55. 超臨界法による担持触媒調製へ向けたメソポーラスシリカに対する金属前駆体吸着挙動の測定及び速度論的モデリング

    宇敷育男, 高橋直人, 小池美旺, 大田昌樹, 佐藤善之, RICHARD Smith, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 48th 2016年

  56. 微細藻類の培養を目的とした水溶性タンパク質の水熱改質

    大嶋珠礼, 相田卓, 平賀佑也, 猪股宏, SMITH R.L., 田辺雄彦, 鈴木石根, 渡邉信

    化学工学会大会(Web) 2016 2016年

  57. Measurement and modeling of VOCs desorption behavior for regeneration of activated carbon by using supercritical carbon dioxide

    Ikuo Ushiki, Koichi Kikuchi, Naoto Takahashi, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Yasuyuki Ito

    11th International symposium on Supercritical Fluids 2015年10月

  58. Measurement and modeling of adsorption equilibria of metal complex in supercritical carbon dioxide for metal-supported porous materials

    Ikuo Ushiki, Naoto Takahashi, Taichi Shimizu, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    11th International symposium on Supercritical Fluids 2015年10月

  59. 超臨界CO2雰囲気下におけるVOC脱着挙動に関する研究

    伊藤康孝, 菊地孝一, 高橋直人, 宇敷育男, 佐藤善之, 猪股 宏

    ダイダン技報 (109) 72-76 2015年9月

  60. Measurement and kinetic modeling of desorption behavior of VOCs on activated carbon under supercritical carbon dioxide conditions

    菊地孝一, 高橋直人, 宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏, 伊藤康孝

    平成27年度化学系学協会東北大会 2015年9月

  61. 排ガス処理用活性炭の超臨界二酸化炭素を用いた再生

    伊藤康孝, 高橋直人, 宇敷育男, 佐藤善之, 猪股宏, 中野一樹, 前野孝久, 中村真

    化学工学会第47回秋季大会 2015年9月

  62. 担持触媒調製に向けた超臨界 CO2 中におけるメソポーラスシリカへの金属前駆体の吸着平衡

    高橋直人, 宇敷育男, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    第17回宮城化学工学懇話会先端研究発表会 2015年9月

  63. Prediction of VOCs Adsorption Equilibria on Various Adsorbents in Supercritical Carbon Dioxide by Using Pure Component Adsorption Data

    Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    7th International symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation 2015年8月

  64. Development of a generalization model of VOCs adsorption equilibria on various adsorbents under supercritical carbon dioxide conditions by using the Dubinin-Astakhov equation, Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato and Hiroshi Inomata

    Ikuo Ushiki, Masaki Ota, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata

    7th International symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation 2015年8月

  65. 培養の高効率化に向けたBotryococcus brauniiのミルキング培養法の検討

    菱沼藤丸, 大田昌樹, 宇敷育男, 佐藤善之, 猪股宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 24th 136-137 2015年7月27日

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.24.0_136  

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    Botryococus braunii, BOT-22 can be a producer of hydrocarbon which is secreted naturally from the cell body. It can be useful that some extraction methods can recover with no damage to the living cell, leading to a hydrocarbon production with continuous cultivation. We assessed the "milking" method for a non-destructive hydrocarbon extraction according to literature. In the milking experiments, a heptane extraction solvent was used and rapidly contacted to culture media. Then, a vortex mixer was used for mixing the contents. The extracts recovered by heptane was analysed by GC-FID. The results showed that the mixing and extraction time are very important for the milking and the extracted hydrocarbon was from 3 to 7 wt%-dry cells at each extraction time. After separating the algal cells from the extraction solvent, a fresh culture medium was added to the culture medium and after the 5 days, the cell concentration was recovered. Thus, a method for continuous hydrocarbon production from Botryococus braunii was fairly assessed.

  66. 超臨界法による担持触媒調製に向けたメソポーラスシリカへの金属前駆体吸着平衡測定

    清水 太一, 高橋 直人, 宇敷 育男, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会第80年会 2015年3月

  67. 超臨界CO2を用いた活性炭からのVOC脱着実験および速度論モデルによる相関

    菊地 孝一, 宇敷 育男, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    第17回化学工学会学生発表会 2015年3月

  68. 超臨界CO<sub>2</sub>雰囲気下における多孔性シリカへの触媒金属前駆体の吸着平衡測定と解析

    高橋直人, 宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 47th 2015年

  69. 超臨界状態にある重質油系の相平衡 招待有り

    猪股 宏

    日本エネルギー学会誌 94 (1) 61-66 2015年1月

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    ISSN:0916-8753

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    Understanding phase behaviors of heavy oil mixtures is necessary for designing reaction processes such as upgrading/converting and also efficient separation processes. Since heavy oils are multicomponent mixtures of various heavy hydrocarbons, the phase equilibria are very complicated at higher temperatures and pressures, especially in the case of including supercritical components. Vapor-liquid equilibrium (VLE) generally appears at lower temperature and pressure and with increasing temperature and pressure, liquid-liquid equilibria (LLE) or vapor-liquid-liquid (VLLE) or vapor-vapor (VVE) may appear depending on the conditions of temperature, pressure and composition. This article focused on the phase behaviors of water+heavy hydrocarbon mixtures which the author's group has studied in these years. Based on the classification by van Konynenburg-Scott, typical phase behaviors of water+heavy hydrocarbon binaries were shown to be type III. The phase equilibrium data for water+real heavy oil (bitumen) were measured by using a flow type apparatus which was designed/built for high temperature/pressure measurements of heavy oils system by the author's group. An idea of phase equilibrium prediction methodology for heavy oil mixtures was also presented.

  70. 超臨界水を用いた重質油改質プロセス構築を目指した相平衡測定ならびに推算

    岩崎良亮, 松井勇樹, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    石炭科学会議発表要旨集 51 58-59 2014年11月

  71. 超臨界二酸化炭素によるドライ洗浄技術

    宇敷育男, 佐藤善之, 猪股宏

    産業洗浄 (14) 2014年

    ISSN:2188-8388

  72. 超臨界CO<sub>2</sub>雰囲気下におけるVOC多成分系吸着平衡の測定及び推算モデルの開発

    宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 46th ROMBUNNO.U117 2014年

  73. Development of an accurate prediction method for VOC adsorption equilibria under supercritical carbon dioxide conditions

    USHIKI Ikuo, OTA Masaki, SATO Yoshiyuki, INOMATA Hiroshi

    化学系学協会東北大会プログラムおよび講演予稿集 2013 456 2013年9月28日

  74. Supercritical carbon dioxide regeneration of activated carbon used at industrial process

    ARA Tomohiro, USHIKI Ikuo, OTA Masaki, SATO Yoshiyuki, INOMATA Hiroshi

    化学系学協会東北大会プログラムおよび講演予稿集 2013 455 2013年9月28日

  75. 純成分吸着データを用いた活性炭に対する超臨界CO<sub>2</sub>‐VOC混合系吸着平衡の高精度推算モデル開発

    宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 45th ROMBUNNO.N118 2013年8月16日

  76. 藻類の効率的抽出に向けた培養と液濃縮に関する基礎的研究

    濱邊友理, 井口昌幸, 野中利之, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    マリンバイオテクノロジー学会大会講演要旨集 15th 2013年

  77. 緑藻Botryococcus brauniiからのオイル生産に向けた抽出法の検討

    菱沼藤丸, 野中利之, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会大会講演要旨集(CD-ROM) 2013 2013年

  78. 東北大学大学院工学研究科化学工学専攻猪股研究室紹介

    小野巧, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学 (1) 2013年1月

  79. Underlying thermodynamics and practical expressions

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 275-332 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00005-2  

    ISSN:2212-0505

  80. Phase equilibria and mass transfer

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 481-556 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00007-6  

    ISSN:2212-0505

  81. Historical background and applications

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 175-273 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00004-0  

    ISSN:2212-0505

  82. Chemical information and know-how

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 121-174 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00003-9  

    ISSN:2212-0505

  83. Chemical vocabulary and essentials

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 1-54 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00001-5  

    ISSN:2212-0505

  84. Conclusions and suggestions for further study

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 689-693 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00010-6  

    ISSN:2212-0505

  85. Systems, devices and processes

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 55-119 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00002-7  

    ISSN:2212-0505

  86. Heat transfer and finite-difference methods

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 557-615 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00008-8  

    ISSN:2212-0505

  87. Chemical equilibria and reaction kinetics

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 617-688 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00009-X  

    ISSN:2212-0505

  88. Equations of state and formulations for mixtures

    Richard Smith, Cor Peters, Hiroshi Inomata

    Supercritical Fluid Science and Technology 4 333-480 2013年1月1日

    DOI: 10.1016/B978-0-444-52215-3.00006-4  

    ISSN:2212-0505

  89. 超臨界CO<sub>2</sub>中における活性炭へのVOC吸着の速度論的解析

    宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 44th ROMBUNNO.R104 2012年8月19日

  90. 超臨界水を利用した超重質油分解プロセスのフィージビリティースタディー

    阿尻雅文, 猪股宏, 塚田隆夫, 山本悟, 木下睦, 渡辺賢

    石油エネルギー技術センター技術開発・調査事業成果発表会要旨集(CD-ROM) 2012 2012年

  91. 混合セミクラスレートハイドレート形成機構に与えるイオン液体アニオン種の影響

    小松博幸, 大田昌樹, 渡邉賢, 佐藤善之, 猪股宏, SMITH Richard Lee., Jr.

    高圧討論会講演要旨集 53rd 2012年

    ISSN:0917-6373

  92. 超臨界流体抽出-精留法に基づく柑橘果皮含有成分の分離濃縮実験

    大田昌樹, 橋本吉晃, 前田雄也, 大場千聖, 佐藤善之, 大泉康, 猪股宏

    日本食品科学工学会大会講演集 59th 2012年

  93. 超臨界水の物性とその可能性

    小野 巧, 猪股 宏

    應用物理 80 (10) 875-880 2011年10月10日

    出版者・発行元:応用物理学会

    ISSN:0369-8009

  94. 活性炭への超臨界CO<sub>2</sub>‐VOC混合系吸着平衡の測定と推算

    宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 43rd ROMBUNNO.XD305 2011年8月14日

  95. 超臨界CO<sub>2</sub>を用いた多孔性シリカ担持複合触媒の作製

    清水太一, 宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 76th ROMBUNNO.G105 2011年2月22日

  96. 超臨界CO<sub>2</sub>雰囲気下における活性炭へのVOC吸着平衡の測定と推算

    宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 76th ROMBUNNO.D203 2011年2月22日

  97. 超臨界水を利用した超重質油分解プロセスのフィージビリティースタディー

    阿尻雅文, 猪股宏, 塚田隆夫, 山本悟, 木下睦, 渡邊賢

    石油産業活性化センター技術開発・調査事業成果発表会要旨集(技術開発事業関連)(CD-ROM) 2011 2011年

  98. 超臨界担持法によるRh/多孔性シリカ触媒の調製と水素化分解反応への応用

    清水 太一, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏, 中川 喜直, 冨重 圭一

    石油学会 年会・秋季大会講演要旨集 2011 146-146 2011年

    出版者・発行元:公益社団法人 石油学会

    DOI: 10.11523/sekiyu.2011f.0.146.0  

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    希少金属の枯渇が叫ばれる近年、その使用量削減を可能とする触媒開発は急務である。当研究室では、超臨界流体の利用による多孔性シリカのナノ空間への金属微粒子の高分散担持を検討し、これまでにCo担持におけるCoの高分散化とFT合成活性の高活性化を達成した。本発表では、金属種としてRhに着目し、調製条件が触媒表面の構造に与える影響を解明し、水素化分解反応へと応用を検討した結果を報告する。

  99. 早生みかん果皮からのノビレチン含有超臨界流体抽出物における抗認知症活性

    大田昌樹, 野村幸一郎, 大場千聖, 橋本吉晃, 佐藤善之, 猪股宏, 大泉康, 川畑伊知郎, 山國徹

    日本食品科学工学会大会講演集 58th 2011年

  100. Synthetic 法を用いたエチレン+有機溶剤系の高圧気液平衡測定

    保坂 直輝, 佐藤 善之, 猪股 宏, 加中 桂一

    Thermophysical properties 31 167-169 2010年11月17日

    ISSN:0911-1743

  101. 高温高圧水中でのプラスチックの分解

    渡邉 賢, 松尾 康輝, 猪股 宏, 奥山 学

    ケミカルエンジニアリング 55 (10) 863-869 2010年11月1日

    出版者・発行元:化学工業社

    ISSN:0387-1037

  102. 高温高圧水溶液を対象とした誘電物性測定装置の開発

    保科 貴亮, 河崎 祥彦, 小野 巧, 佐藤 善之, 辻 智也, 猪股 宏

    高圧討論会講演集 51 189-189 2010年10月11日

    ISSN:0917-6373

  103. FT合成用Co担持シリカ作製への超臨界CO<sub>2</sub>の応用

    清水太一, 宇敷育男, 大田昌樹, 佐藤善之, 小泉直人, 猪股宏

    化学系学協会東北大会プログラムおよび講演予稿集 2010 208 2010年9月25日

  104. 2-5-2 超臨界CO2を用いたCo担持シリカ作製とFT合成への応用(2-5 天然ガス転換技術2,Session 2 天然ガス・メタンハイドレート等,研究発表)

    清水 太一, 宇敷 育男, 大田 昌樹, 小泉 直人, 佐藤 善之, 猪股 宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 19 (19) 66-67 2010年8月2日

    出版者・発行元:一般社団法人日本エネルギー学会

    DOI: 10.20550/jietaikaiyoushi.19.0_66  

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    Cobalt supported on mesoporous silica were prepared via supercritical CO_2 and methanol entrainer at temperatures ranging from 40 to 80 °C, pressures ranging from 16 to 20 MPa and a reaction time of 5 h. The highest yield of cobalt loaded in the silica was 9.9 wt% and the value was obtained by the repeated processing at 60°C, 20 MPa and methanol concentration of 10 mol%. TEM analyses showed highly dispersed cobalt particles in the mesopores. Fischer-Tropsch reactions (230°C, 1.1 MPa) using the obtained catalysts after calcinations was revealed the CO conversion of 46.7 %, which was about 1.5 times higher than the conventional incipient wetness method.

  105. F203 CO_2地下貯留のための岩石および鉱物のCO_2収着特性に関する研究(OS11 温暖化対策とCO_2削減技術),動力エネルギーシステム部門20周年,次の20年への新展開)

    藤井 孝志, 中川 智未, 佐藤 善之, 猪股 宏, 橋田 俊之

    動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム 2010 (15) 465-468 2010年6月20日

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

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    CO_2 sorption experiments for Berea sandstone, Kimachi sandstone, shale, serpentine, granite, quartz, and albite were conducted using the gravimetric method under air dry conditions at 50℃ and 100℃, and pressures up to 20 MPa. In higher pressures (>10 MPa), Berea sandstone has shown a significantly higher sorption capacity compared to the other samples at both 50℃ and 100℃. It is also shown that the major component minerals for the rocks tested in this study (quartz and albite) have a CO_2 sorption behavior. Comparison of model prediction which assumes that the CO_2 storage capacity of the rock mass is equal to the amount of CO_2 used to fill the pore volume in the rock, suggests that the CO_2 sorption is an additional CO_2 storage mechanism in storing CO_2 process. The present results indicate that the CO_2 sorption characteristics may provide a significant and meaningful effect on the assessment of CO_2 storage potential in geological storage.

  106. 超臨界水を利用した超重質油分解プロセスのフィージビリティースタディー

    阿尻雅文, 猪股宏, 塚田隆夫, 山本悟, 渡邉賢, 木下睦

    石油産業活性化センター技術開発・調査事業成果発表会要旨集(技術開発事業関連)(CD-ROM) 24th 2010年

  107. 会員にとっての化学工学会とは・・

    猪股 宏

    化学工学 = Chemical engineering 73 (6) 259-259 2009年6月5日

    ISSN:0375-9253

  108. グループ寄与法に基づく溶融ポリマー中へのガス溶解度推算に関する検討

    松川 信介, 武田 圭右, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 626-626 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009f.0.626.0  

  109. 高分子/超臨界二酸化炭素系の界面張力の測定と相関

    鈴木 裕也, 高橋 智輝, 大竹 勝人, 庄野 厚, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 638-638 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009f.0.638.0  

  110. 水-二酸化炭素の界面活性剤フリーエマルション形成法の開発

    秋元 啓太, 大田 昌樹, 保科 貴亮, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 507-507 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009f.0.507.0  

  111. 超臨界抽出分離による植物2次代謝物の有効利用

    大田 昌樹, 佐藤 恵, 野村 幸一郎, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 510-510 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009f.0.510.0  

  112. Synthetic法を用いた二酸化炭素+有機溶剤系の相平衡測定

    保坂 直輝, 山本 浩太, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2009 478-478 2009年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2009f.0.478.0  

  113. 超臨界CO<sub>2</sub>に対するフラボノイド類の溶解度測定

    武田圭右, 佐藤恵, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股宏

    化学工学会関東支部大会研究発表講演要旨集 2009 2009年

  114. 密度汎関数法を用いたグリセルアルデヒド変換反応の解析

    本間 哲雄, 袴田 雅俊, 猪股 宏

    八戸工業高等専門学校紀要 42 (42) 99-103 2008年12月17日

  115. ハイブリッド量子力学/分子力場計算を用いた超臨界水中でのグリセルアルデヒドの変換反応

    本間 哲雄, 袴田 雅俊, 猪股 宏

    八戸工業高等専門学校紀要 43 81-85 2008年12月17日

    出版者・発行元:八戸工業高等専門学校

    ISSN:0385-4124

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    Ab initio density functional theory and quantum mechanics / molecular mechanics (QM/MM) simulation were performed to elucidate catalytic role of water on glyceraldehyde conversion in supercritical water (SCW). The reactant and solvent in a first solvation shell were treated as B3LYP / AUG-cc-pVDZ, and for the solvent molecules we used the flexible SPC-3P water model. A direct participation of water molecule on transition structure reduced activation energy barrier for the reaction. Threshold energy of retro-aldol reaction is the lowest among three pathways. We calculated solvation free energies by means of free energy perturbation method based on solvent-solvent and solute-solvent interactions to explain the effect of solution structure around solute. At high water density condition dehydration pathway is preferred reaction mechanism. However, the retro-aldol reaction mechanism was the preferred reaction pathway at low water densities in SCW. Solvation structure can be catalyzed dehydration reaction, but it can not be catalyzed retro-aldol reaction.

  116. 最近の物性値研究概観

    猪股 宏

    化学工学 = CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 72 (4) 209-212 2008年4月5日

    出版者・発行元:化学工学会

    ISSN:0375-9253

  117. 医薬用途を目的としたフラーレンのアミノ化反応に関する基礎的研究

    寺本 朗, 奥山 学, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 587-587 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008.0.587.0  

  118. 高温高圧水部分酸化反応によるグルコースからの水素生成反応効率化のための検討

    高橋 麻耶子, 渡邉 賢, 大田 昌樹, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 511-511 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008.0.511.0  

  119. ポリメチルメタクリレイトおよびポリブチレンテレフタレート中の二酸化炭素の溶解度・拡散係数

    皆川 太佑, 松川 信介, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 452-452 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008.0.452.0  

  120. 超臨界CO2抽出法によるカンキツ果皮含有有用成分の選択的分離の検討

    入内島 斎, 林 美佳, 大田 昌樹, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 465-465 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008.0.465.0  

  121. 高温液体条件下でのメタノール水溶液の誘電物性に対する温度効果

    保科 貴亮, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 295-295 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008.0.295.0  

  122. 微細藻類からの高効率油脂生産における要素因子解析

    大田 昌樹, 加藤 義隆, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2008 397-397 2008年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2008.0.397.0  

  123. 科学技術振興機構主催のウィンター・サイエンスキャンプ(高校生対象) : 種々の気体の粘度を測ってみよう(<特集>ながれと創造教育)

    中澤 重厚, 安藤 晃, 松本 良夫, 牧野 正三, 猪股 宏, 長内 譲悦, 國井 誠

    ながれ : 日本流体力学会誌 26 (2) 97-102 2007年4月25日

    出版者・発行元:日本流体力学会

    ISSN:0286-3154

  124. 超臨界貧溶媒化法を用いた有機微結晶の形状制御

    柏木 和典, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2007 215-215 2007年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2007.0.215.0  

  125. VOC吸着除去を目的とした超臨界CO2中での活性炭破過特性の予測

    吉沢 裕介, 柏木 和典, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2007 270-270 2007年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2007.0.270.0  

  126. 超臨界CO2を利用した多孔質シリカからのテンプレート剤の抽出

    高柳 俊幸, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2007 272-272 2007年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2007.0.272.0  

  127. 高温高圧水によるポリカーボネートの加水分解

    松下嵩, 渡邉賢, 佐藤善之, 猪股宏, 弘中克彦

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2007 192-192 2007年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2007.0.192.0  

  128. ガス成分の制御による緑藻Chlorococcum littoraleからの高効率脂肪酸生産

    大田 昌樹, 渡辺 浩基, 加藤 義隆, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2007 350-350 2007年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2007.0.350.0  

  129. QM/MM法を用いた超臨界水中でのグリセルアルデヒドの変換反応

    袴田雅俊, 本間哲雄, 野中利之, 田嶋聖彦, 服部秀雄, 相田卓, RICHARD Smith, 猪股宏, 新井邦夫

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 39th 2007年

  130. 超臨界二酸化炭素を利用した高分子の連続発泡・混練押出し技術の開発 ー各種オンライン計測装置を装備した研究開発用連続スクリュ押出しシステムー 招待有り

    大藪英雄, 酒井忠基, 時久昌吉, 焼本数利, 林拓道, 猪股宏

    日本製鋼所技報 57 (10) 37-44 2006年10月

    出版者・発行元:日本製鋼所

    ISSN:0369-562X

  131. みちのく・未知の奥にある・・・これからの成形加工へ

    猪股 宏

    成形加工 18 (1) 30-30 2006年1月20日

    ISSN:0915-4027

  132. 高圧CO2のフラーレン表面修飾反応の反応媒体への適用

    寺本 朗, 奥山 学, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2006 489-489 2006年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2006f.0.489.0  

  133. 超臨界CO2抽出を利用した柿皮からのカロテノイド成分の分離

    高橋 麻耶子, 渡辺 浩基, 吉川 順子, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏, 佐藤 信行

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2006 913-913 2006年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2006f.0.913.0  

  134. 溶融ポリマー中へのCO2 のHenry定数の汎用的推算法に関する検討

    入内島 斎, 廣瀬 弘達, 佐藤 善之, 渡邉 賢, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2006 590-590 2006年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2006f.0.590.0  

  135. 量子化学計算による超臨界水中でのグリセルアルデヒド変換反応の解析

    袴田雅俊, 本間哲雄, 野中利之, 田嶋聖彦, 服部秀雄, 相田卓, SMITH Richard, 猪股宏, 新井邦夫

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM) 38th 2006年

  136. 超臨界二酸化炭素を用いたドライクリーニングの実用化

    吉沢裕介, 佐藤善之, 猪股宏, 新井智宏, 加藤義徳

    繊維機械学会誌 58 (10) 353-358 2005年10月

    出版者・発行元:日本繊維機械学会

  137. 高温高圧水中におけるグリセリンからのアクロレイン合成

    飯田 徹, 相澤 雄一, 渡邉 賢, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2005 118-118 2005年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2005.0.118.0  

  138. 銅錯体の超臨界二酸化炭素中における触媒としての利用に関する基礎的研究

    宮野 信介, 山崎 愛, 渡邉 賢, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2005 4-4 2005年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2005.0.4.0  

  139. ポリマー加工におけるCO2の可塑化・発泡機構

    小泉 裕右, 廣瀬 弘達, 大薮 英雄, 佐藤 善之, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2005 46-46 2005年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2005.0.46.0  

  140. 21世紀型化学プロセスを先導する CO<sub>2</sub>ドライクリーニングシステムの開発

    猪股宏

    産総研TODAY 5 (6) 2005年

    ISSN:1880-0041

  141. 超臨界CO_2を対象とした熱駆動溶媒循環装置の熱流動解析(OS23a 相変化・超臨界流体の計算力学)

    猪股 宏

    計算力学講演会講演論文集 2004 (17) 33-34 2004年11月17日

    出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会

    ISSN:1348-026X

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    Numerical simulations have been performed to investigate the flow and heat transfer characteristics of near-critical and supercritical CO_2) in the thermally driven high pressure CO_2, circular system proposed by the authors by using of a CFD code, FLUENT. Since the flow can be easily turbulence due to its low kinematic viscosity, the renormalization group (RNG) k-c model was adopted to account for the turbulent flow appropriately. The physical property temperature dependence of CO_2 was considered with piecewise-linear profile (properties vs temperature) under constant pressure. It was found that M-shape radial velocity profile of heating zone was developed by sharply high flow near the wall and relatively slow main flow and that the average circulation flow rate was comparable to that measured by tracer method.

  142. 超臨界流体

    猪股 宏, 岩井 芳夫, 後藤 元信, 船造 俊孝, 佐古 猛, 滝嶌 繁樹, 鈴木 明

    化学工学 = CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 68 (10) 570-573 2004年10月5日

    ISSN:0375-9253

  143. 超臨界二酸化炭素を用いた洗浄技術について

    猪股 宏, 伊藤 隆夫

    空気清浄 = JOURNAL OF JAPAN AIR CLEANING ASSOCIATION 42 (2) 107-114 2004年7月31日

    出版者・発行元:日本空気清浄協会

    ISSN:0023-5032

  144. 超臨界流体技術の洗浄分野への応用

    猪股 宏

    化学工学 = CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 68 (3) 151-154 2004年3月5日

    出版者・発行元:化学工学会

    ISSN:0375-9253

  145. 超臨界流体を用いた材料合成技術

    猪股 宏

    伝熱 : journal of the Heat Transfer Society of Japan 43 (179) 17-20 2004年3月1日

    出版者・発行元:日本伝熱学会

    ISSN:1344-8692

  146. Development of phenolic liquid and biomass feedstocks from cashew (anacardium occidentale) with supercritical carbon dioxide and supercritical water solvents.

    RL Smith, WB Setianto, H Inomata, K Arai

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 227 U281-U281 2004年3月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    ISSN:0065-7727

  147. Direct observation of cellulose conversion in water at temperatures up to 400 C and at pressures up to 700 MPa.

    Y Ogihara, RL Smith, H Inomata, K Arai

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 227 U284-U284 2004年3月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    ISSN:0065-7727

  148. 熱駆動の超臨界CO2循環装置の開発と解析 (超臨界最新技術特集第7号)

    吉川 正一郎, Smith Jr. Richard Lee, 猪股 宏

    Jasco report 45 66-70 2003年11月

    出版者・発行元:ジャスコレポート社

    ISSN:0916-3492

  149. D-40 高性能エアフィルタの超臨界二酸化炭素洗浄技術

    伊藤 隆夫, 大谷 吉生, 猪俣 宏

    学術講演会論文集 15 (3) 1617-1620 2003年8月20日

    出版者・発行元:社団法人空気調和・衛生工学会

  150. 東北大学超臨界溶媒工学研究センター

    猪股 宏, Smith Jr. Richard Lee, 渡邉 賢, 菊池 幹夫

    成形加工 15 (6) 408-411 2003年6月20日

    出版者・発行元:プラスチック成形加工学会

    ISSN:0915-4027

  151. 文化的価値を有する水浸出土木材の超臨界乾燥メカニズム

    高橋 大嗣, 田畠 栄一郎, 渡邉 賢, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2003 399-399 2003年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2003f.0.399.0  

  152. 炭化水素系界面活性剤を用いたCO2中での逆ミセル形成に関する研究

    山口 紘和, 阿久津 高志, 渡邊 賢, Richard L. Smith, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2003 570-570 2003年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2003f.0.570.0  

  153. 超臨界CO2を注入したPPの溶融粘度測定

    大藪 英雄, 林 拓道, 猪股 宏, 大竹 勝人

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2003 407-407 2003年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2003f.0.407.0  

  154. 錯形成反応を用いたアルカリ金属イオンの超臨界二酸化炭素抽出

    宮野 信介, 山路 浩二, 渡邉 賢, 猪股 宏

    化学工学会 研究発表講演要旨集 2003 387-387 2003年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2003f.0.387.0  

  155. ジルコニア系触媒を用いたCO2とメタノールからの炭酸ジメチル合成に関する基礎的研究

    渡邉 賢, 西村 涼, 光菅 修, 猪股 宏

    化学工学会第36回秋季大会 研究発表講演要旨集 2003 395-395 2003年

    出版者・発行元:公益社団法人 化学工学会

    DOI: 10.11491/scej.2003f.0.395.0  

  156. 超臨界二酸化炭素による農水産廃棄物からの有用成分の抽出

    斉藤貴之, 佐藤義夫, 猪股宏

    化学系学協会連合東北地方大会プログラムおよび講演予稿集 2003 2003年

  157. 超臨界水中での直鎖遊離脂肪酸の脱炭酸反応

    飯田徹, 渡辺賢, 猪股宏

    日本エネルギー学会大会講演要旨集 12th 2003年

  158. ワークショップ : 流体物性測定の基礎

    猪股 宏

    熱物性 : Japan journal of thermophysical properties 16 (1) 39-39 2002年1月31日

    ISSN:0913-946X

  159. Effect of proton concentration on methane conversion into methanol by partial oxidation in supercritical water.

    M Watanabe, H Inomata, K Arai

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 222 U477-U477 2001年8月

    出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC

    ISSN:0065-7727

  160. 超臨界水中でのアルコールの酸化反応

    渡辺賢, 阿尻雅文, 猪股宏, 新井邦夫

    化学工学会年会研究発表講演要旨集 66th 2001年

  161. 超臨界CO<sub>2</sub>を用いたカシューナッツ殻オイル(CNSL)の抽出

    SETIANTO W B, SMITH R L JR, 猪股宏

    日本油化学会年会講演要旨集 40th 2001年

    ISSN:1348-6764

  162. 超臨界流体技術の現状と将来展望

    猪股宏, 新井邦夫

    化学装置 41 (2) 27-30 1999年2月

  163. 超臨界流体を利用したγ型チタニルフタロシアニン微結晶の作製

    岡崎進, 笠井均, 岡田修司, 及川英俊, 中西八郎, 伯田幸也, 阿尻雅文, 猪股宏, 新井邦夫

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 46th (3) 1999年

  164. 超臨界水を用いた新しい重質油改質プロセスに関する研究

    猪股宏, 阿尻雅文

    ゼネラル石油研究奨励財団研究報告書 (8) 1998年

  165. 超臨界溶媒を用いたチタニルフタロシアニン微結晶の作成

    駒井夕子, 笠井均, 岡田修司, 及川英俊, 伯田幸也, 阿尻雅文, 猪股宏, 新井邦夫, 中西八郎

    日本化学会講演予稿集 72nd (1) 1997年

    ISSN:0285-7626

  166. Flexible Molecular Models for Molecular Dynamics Study of Near And Supercritical Water

    C.C.Liew, H.Inomata, K.Arai

    Proc. Int. Symp. Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation 1 346 1997年

  167. 超臨界流体を含む混合系の相挙動

    猪股 宏, 新井 邦夫

    化学工学 60 (2) 98-101 1996年2月5日

    出版者・発行元:化学工学会

    ISSN:0375-9253

  168. 超臨界水の物性とその応用技術

    猪股宏, 阿尻雅文, 新井邦夫

    高圧討論会講演要旨集 37th 1996年

    ISSN:0917-6373

  169. 超臨界流体でなにができるか

    猪股 宏, 斎藤 正三郎

    應用物理 64 (8) 813-816 1995年8月10日

    出版者・発行元:応用物理学会

    ISSN:0369-8009

  170. 超臨界流体の溶液構造について 招待有り

    猪股 宏

    高圧力の科学と技術 2 (4) 265-272 1993年8月

    DOI: 10.4131/jshpreview.2.265  

    ISSN:1348-1940 0917-639X

  171. PHASE-EQUILIBRIA OF SUPERCRITICAL CO2 - FATTY OIL COMPONENT BINARY-SYSTEMS

    R BHARATH, S YAMANE, H INOMATA, T ADSCHIRI, K ARAI

    FLUID PHASE EQUILIBRIA 83 183-192 1993年2月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/0378-3812(93)87021-R  

    ISSN:0378-3812

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    With the aim of separating fatty acids and triglycerides of different carbon numbers, fluid - liquid equilibria of supercritical CO2 - fatty acid(C6, C12, C16) and supercritical CO2 - triglyceride(C24, C36, C48) binary systems were measured using a static type apparatus for the temprature range of 313K-353K and pressures up to 30 MPa. For both fatty acids and triglycerides, the solubility decreases with total carbon number of the compound, showing that they can be fractionated based on their carbon number using supercritical carbon dioxide. The measured fluid - liquid equilibrium data were correlated by a lattice-fluid EOS proposed by Kumar et al. and the commonly used Peng-Robinson EOS. The lattice-fluid EOS correlated both the liquid and vapor phases well compared to the Peng-Robinson EOS. The regressed binary interaction parameter of the latitce model EOS was found closely related to the total carbon number of fatty acids and triglycerides. Above results suggest that to establish a method to evaluate the interaction and size parameters of fatty oil components is required for developing a phase equilibrium prediction model for the supercritical CO2.- fatty oil component systems based on the lattice - fluid EOS.

  172. 動植物からの生理活性物質の超臨界流体抽出プロセスの開発

    斎藤正三郎, 只木てい力, 新井邦夫, 猪股宏, 阿尻雅文

    旭硝子財団助成研究成果報告 1993 1993年

    ISSN:1882-0069

  173. 混合系の気液・液液平衡の測定と推算 招待有り

    本郷尤, 猪股宏

    熱物性 7 (1) 31-35 1993年1月

    出版者・発行元:JAPAN SOCIETY OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES

    DOI: 10.2963/jjtp.7.31  

    ISSN:0913-946X

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    化学工業では分離プロセスにおいて相平衡関係を利用するものが少なくない。 すなわち、 蒸留・ガス吸収では気液平衡、 抽出では液液平衡関係を必要とするものであり、 これらの設計・開発には、 できる限り精度の良いデータが望まれる。 ここでは、 気液・液液平衡について近年報告された高精度の測定例と多成分系に対する相平衡関係の推算法について解説する。

  174. 超臨界二酸化炭素-油脂関連物質系の高圧相平衡推算

    バラト ラグナー, 町田勝彦, 猪股宏, 阿尻雅文, 新井邦夫

    化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集 25th (Pt 2) 1992年

  175. ヒドロゲルの相転移に対する熱力学モデルの確立

    齋藤正三郎, 今野幹男, 猪股 宏

    マツダ財団研究報告 4 39-46 1992年

  176. SEPARATION OF FATTY ACIDS WITH SUPERCRITICAL CO2

    R.Bharath, T.Adschiri, H.Inomata, K.Arai, S.Saito

    Proceedings of 2nd International Symposium on Supercritical Fluids. 288-291 1991年

  177. 2成分および多成分系の臨界軌跡 招待有り

    スミスリチャードリー, 猪股 宏

    化学工学物性定数 20 45-75 1988年

  178. 超臨界ガス-重質炭化水素系の気液平衡の測定ならびに推算 招待有り

    猪股 宏, 新井邦夫, 齋藤正三郎

    化学工学 47 (11) 722-725 1983年11月

    出版者・発行元:化学工学会

    ISSN:0375-9253

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書籍等出版物 18

  1. 化学工学便覧(改定七版)

    三浦孝一, 猪股宏, 大嶋寛, 奥山喜久夫, 亀井登, 小島紀徳, 田川智彦, 中尾真一, 中西章夫, 長谷部伸治, 深井潤, 宮原稔

    丸善出版 2011年9月20日

  2. 超臨界流体入門

    化学工学会超臨界流体部会

    丸善 2008年12月

  3. はじめての化学工学

    化学工学会高等教育委員会

    丸善 2007年9月

  4. 最新 樹脂発泡成形 技術−添加剤配合・成形条件最適化・トラブル対策−

    大嶋正裕, 瀧健太郎, 猪股宏, 新保實, 大槻安彦, 沢田慶司, 免出幸雄, 山本幸雄, 黒須秀継, 山本正行, 木曾浩之, 宮本健太郎, 畑中知幸, 福島充, 前田慎一, 藤山光美, 坂上守, 岡本正巳, 望月政嗣, 上田一恵, 岩崎和男, 辰己昌典

    技術情報協会 2006年7月

  5. 熱駆動ループリアクターを用いたCO2とメタノールからの炭酸ジメチルの直接合成

    猪股, 宏

    [猪股宏] 2006年4月

  6. 改訂4版 化学工学辞典

    荒井康彦, 猪股 宏,他

    丸善、化学工学会編 2005年3月

  7. 「第5版 実験化学講座 5化学実験のための基礎技術」

    網田,荒井, 生島, 石川, 井上, 猪股, 今城, 岩井, 甲斐, 戒能, 柿本,梶本, 金久保, 幸田, 里園, 佐野, 菅原, 鈴木, 関根, 瀬口, 茶山, 築山, 西川, 馬場, 冨宅, 松方, 松村,美浦, 松嶋,森, 森田, 山田

    丸善 2005年2月

  8. 「化学工学ハンドブック」(分担執筆)

    猪股 宏, 今野幹男, スミスリチャード, 阿尻雅文

    朝倉書店、荻野文丸総編集 2004年9月

  9. 「超臨界流体とナノテクノロジー」(分担執筆)

    阿尻,猪股, 岩井, 古屋, 松村, 神谷, 安田,Lenggoro,奥山, 大久保, 渡邉, 内田, 福里, Perut,大竹, 鷺坂,井村, 三島, 松山, 吉澤, 有島, 伯田, 高見, 梅津, 大原, 笠井, 宍戸,岡本, 佐藤,殷, 井奥, 後藤, 依田, 生津, 大嶋, 若山, 曽根, 宮田, 上宮,垣花, 冨田,Valery, 柳澤, 渡辺,塚田

    2004年8月

  10. 超臨界CO[2]を溶媒とするポリフェニレンオキサイドの環境調和型重合法の研究

    猪股, 宏

    [猪股宏] 2003年3月

  11. 超臨界流体のすべて

    荒井 康彦, 栃木, 勝己, 佐古, 猛, 梶本, 興亜, 下島, 淳彦, 中原, 勝, 若井, 千尋, 松林, 伸幸, 西川, 惠子 Dmitry, S.Bulgarevich, 堀川, 愛晃, 生島, 豊, 岩井, 芳夫, 藤原, 一朗, 猪股 宏, 新田, 友茂, 宮本, 明, 久保, 百司, 高見, 誠一, 亀井, 大輔, 長浜, 邦雄, 舛岡, 弘勝, 西海, 英雄, 滝嶌, 繁樹 Richard Lee Smith, Jr. 幸田, 平田, 文男, 佐藤, 啓文, 碇屋, 隆雄, 三島, 健司, 仁志, 和彦, 大竹, 勝人, 大友, 順一郎, 阿尻, 雅文, 大島, 義人, 勝村, 庸介 高橋, 憲司, 呉, 国忠 藤元, 薫 椿, 範立, 加藤 覚, 後藤, 元信, 南野, 康信, 佐藤, 善之, 新保, 實, 堀, 照夫, 若山, 博昭, 平田, 幸夫, 坊之下, 雅夫, 保母, 敏行, 前田, 恒昭 右手, 浩一, 辻, 智也, 古屋, 武, 栗原, 清文, 船造, 俊孝, 鈴木, 功, 増田, 康, 吉田, 隆一, 茂利, 完治, 宍倉, 昭弘, 西, 惟義 吉田, 善行, 目黒, 義弘, 竹下, 幸俊, 相田, 哲夫, 曽根, 正人, 中島, 信顕, 髙濱, 孝一, 南朴木孝至, 横山 勝, 管野, 昌之, 管野, 昌彦, 筬島, 豊, 下田, 満哉, 三宅, 正起 小林, 猛, 谷口, 正之, 上平, 正道, 鈴木, 明 川崎, 慎一朗, 山田, 和矢, 長瀬, 佳之, 松村, 幸彦, 吉田, 弘之, 中原, 光一, 加藤, 俊作, 吉村, 昌弘, 渡辺, 友亮, 山崎, 仲道, 藤原 武, 神戸, 正純, 依田, 智, 武藤, 恒久, 森, 俊明, 岡畑, 恵雄, 原, 信義, 野田, 洋二, 長沼 充祥

    テクノシステム(2002) 2002年10月

  12. Supercritical Fluids -Molecular Interactions, Physical Properties and New Applications

    Y.Arai, Y.Takebayashi, O.Kajimoto, K,Nakanishi, H.Inomata, K.Sako

    Springer 2001年10月

  13. 超臨界流体 : 環境浄化とリサイクル・高効率合成の展開

    佐古, 猛, 猪股, 宏

    アグネ承風社 2001年8月

    ISBN: 4900508810

  14. 超臨界流体

    佐古 猛, 猪股宏, 荒井康彦, 幸田清一郎, 鈴木明, 後藤元信, 阿尻雅文, 碇屋隆雄, 森吉隆, 長浜邦雄, 佐藤眞士

    アグネ承風社 2001年8月

  15. 超臨界二酸化炭素中への極性物質の可溶化に関する研究

    猪股, 宏

    [猪股宏] 2000年3月

  16. 超臨界流体中における合成ゴム製造プロセスの開発のための基礎的研究

    猪股, 宏

    [猪股宏] 1997年3月

  17. 超臨界流体の科学と技術

    斎藤正三郎, 中西浩一郎, 梶本興亜, 猪股宏, 今野幹男, 新井邦夫

    1996年

  18. 化学工学便覧(改定六版)

    新井邦夫, 荒井康彦, 新田友茂, 猪股宏, 岩井芳夫, 久保田博信, 田中嘉之, 栃木勝巳, 長浜邦雄, 舛岡弘勝

    1991年1月

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講演・口頭発表等 27

  1. 超臨界CO2による分離技術 -ビールの苦旨味、ホップ成分分画 招待有り

    猪股 宏

    山形化学工学懇話会講演会 2021年12月6日

  2. ナノ粒子の熱力学特性と擬似分子モデル化 招待有り

    猪股 宏

    化学工学会第52回秋季大会,岡山 2021年9月22日

  3. 超臨界流体部会の変遷と我国における超臨界流体研究への貢献 招待有り

    猪股 宏

    化学工学会第52回秋季大会,岡山 2021年9月23日

  4. Methodology for Applying EoS to Phase Equilibrium Calculation for Mixtures 招待有り

    Hiroshi Inomata

    9th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS’21) 2021年9月7日

  5. ⾼温⾼圧下におけるアルコール+⽔混合系の物性に対する不均⼀構造の影響 招待有り

    猪股 宏, 小野巧, 佐藤善之

    第42回溶液化学プレシンポジウム, 仙台 2019年10月29日

  6. 超臨界抽出/分画における相平衡の重要性 招待有り

    猪股 宏

    東北地区化学系学協会東北大会、秋田 2018年9月15日

  7. 高温高圧条件下でのアルコール水溶液の密度・粘度の特徴的挙動 国際会議 招待有り

    猪股 宏

    第6回水熱・ソルボサーマル合成国際会議、仙台 2018年8月8日

  8. 食品加工における超臨界流体技術 国際会議 招待有り

    大田昌樹, 猪股 宏

    International Food Research Conference 2017 2017年7月25日

  9. A prediction methodology of vapor-liquid equilibrium of multicomponent mixtures related with heavy oil upgrading process 招待有り

    Hiroshi Inomata

    2015 CAMPUS Asia Symposium on Chemical Frontier and Advanced Materials, Shanghai 2015年11月5日

  10. Vapor-Liquid Equilibrium Behavior of Heavy Oil + Solvent Mixtures under High Temperature and High Pressure Conditions

    Ryosuke Iwasaki, Kohei Abe, Yoshiyuki Sato, Hiroshi Inomata, Shogo Teratani

    APPCHE2015, Melbourne 2015年9月29日

  11. 超臨界流体とポリマー利用技術 招待有り

    猪股 宏

    第64回高分子討論会, 仙台 2015年9月17日

  12. 天然物含有成分の気液平衡比測定とそれに基づく超臨界精留モデル

    前田雄也, 大田昌樹, 佐藤善之, 猪股 宏

    分離技術会 2014年5月30日

  13. Phase Equilibrium Study for Upgrading of Heavy Oils Using Supercritical Water 国際会議 招待有り

    H.Inomata, Y.Sato, Y.Matsui, M.Ota

    The 14 th Europian Conference on Supercritical Fluids 2014年5月18日

  14. 高圧CO2を用いた洗浄技術について 招待有り

    日本油化学会第52回年会 2013年9月3日

  15. New Particle Powder Formation from Aqueous Solutions Using High Density Carbon Dioxid 招待有り

    Hiroshi Inomata

    2012 International Symposium of Campus Asia, Sendai 2012年12月17日

  16. Extraction and Fractionation of Flavonoid Compounds from Citrus Peels Using Supercritical CO2 招待有り

    Hiroshi Inomata

    IFS 2nd French-Japan Workshop on Supercritical Fluid, France, Valence 2012年9月24日

  17. Supercritical fluid fractionation of bioactive compounds contained in orange peels 招待有り

    Hiroshi Inomata

    Int. Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology(isBEST2012) 2012年9月2日

  18. Binary Parameter Sensitivity in Correlating Vapor-Liquid Equilibrium of the Supercritical Water-Heavy Hydrocarbon Mixtures for Bitumen Conversion 招待有り

    Hiroshi Inomata, Shogo Teratani, Yoshiyuki Sato

    Colloquium to promote experimental work in Thermophysical Properties for scientific research and industry,Paris 2009年9月4日

  19. Properties and solution structures of water+methanol mixture at high temperatures –Measurements and simulations 招待有り

    Hiroshi Inomata

    Institute Lecture of Institute of Chemistry, Chinese Academy of Science, Beijin 2008年10月15日

  20. 超臨界CO2を対象とした熱駆動溶媒循環装置の熱流動解析 招待有り

    猪股 宏

    第17回計算力学講演会, 仙台 2004年11月18日

  21. 超臨界流体の構造と機能 ―水・膨張液体― 招待有り

    猪股 宏

    日本分析化学会第52年会, 仙台 2003年9月23日

  22. Solution Structure of Methanol in the Presence of Supercritical CO2 via Dielectric Spectra and Molecular Simulation 国際会議 招待有り

    International Meeting on the Fundamental Aspects of Supercritical Fluids 2001年12月5日

  23. 水溶液混合系の相平衡における水素結合 招待有り

    猪股 宏

    電気化学会第68回大会, 神戸 2001年3月31日

  24. Hydrogen Bonding Structure in Supercritical Water via Molecular Dynamics 国際会議 招待有り

    Pacifichem2000 2000年12月14日

  25. MDシミュレーションからの超臨界流体の特徴 招待有り

    化学工学会秋季大会 2000年9月12日

  26. Static and Dynamic Structure of Aqueous Solutions in Liquid and Supercritical regions of Water. 国際会議

    第6回水熱反応国際会議&第4回ソルポサーマル反応国際会議 2000年7月25日

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    (プロシーディング) Proceeding of Hydrothermal and Solvothermal Reaction

  27. Flexible molecular models for molecular dynamics study of near and supercritical water 国際会議

    International Symposium on Molecular Themodynamics and Molecular Simulation 1997年1月12日

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    (プロシーディング) 1997 346 353

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産業財産権 42

  1. 超臨界流体を溶媒とする抽出および洗浄システム

    新井 邦夫, 猪股 宏, スミス・リチャード・リー, 管野 昌之

    特許第3079157号

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 推定装置、推定方法、及び、材料の製造方法

    田邉 匡生, 小山 裕, 猪股 宏, 渡邉 賢, 成田 史生, 栗田 大樹

    産業財産権の種類: 特許権

  3. 低カロリーなアスタキサンチン濃縮物の製造方法

    大田 昌樹, 猪股宏

    産業財産権の種類: 特許権

  4. 高圧CO2で希釈することを考慮した有機溶剤系塗料、CO2塗装方法及びその装置

    川﨑 慎一朗, 藤井 達也, 早坂 宜晃, 猪股 宏, 佐藤 善之

    産業財産権の種類: 特許権

  5. コーヒー果実の高圧処理方法、コーヒー果実の高圧処理物の製造方法及びその方法から得られた処理物

    渡邉 賢, 猪股 宏, スミス・リチャード・リー, 佐々木 保正

    産業財産権の種類: 特許権

  6. 炭素材料の製造方法、及び炭素材料

    渡邉 賢, 猪股 宏, 竹内 塁, 高谷 敏彦, 峯岸 宏典

    産業財産権の種類: 特許権

  7. 脂肪酸含有率の高い微細藻類の培養方法

    山田 巧, 北林 博人, 小松 武志, 猪股 宏, 大田 昌樹

    産業財産権の種類: 特許権

  8. 微細藻類の培養方法および培養装置

    山田 巧, 丸尾 容子, 猪股 宏, 大田 昌樹

    産業財産権の種類: 特許権

  9. バイオマス発電システム

    丸尾 容子, 山田 巧, 猪股 宏, 大田 昌樹

    産業財産権の種類: 特許権

  10. 微細藻類成分量測定方法および装置ならびにプログラム

    山田 巧, 小野 陽子, 猪股 宏, 大田 昌樹

    産業財産権の種類: 特許権

  11. 微細藻類濃度決定方法および装置

    小野 陽子, 山田 巧, 猪股 宏, 大田 昌樹

    産業財産権の種類: 特許権

  12. 二酸化炭素有効利用装置

    小野 陽子, 津田 昌幸, 中村 二朗, 丸尾 容子, 猪股 宏, 大田 昌樹

    産業財産権の種類: 特許権

  13. 芳香族ポリカーボネートの連続的分解方法およびその装置

    近藤 史崇, 山中 克浩, 猪股 宏, 渡邉 賢, 松尾 康輝

    産業財産権の種類: 特許権

  14. 集合体粒子の製造方法

    木下 暢, 猪股 宏, 大田 昌樹, 秋元 啓太

    産業財産権の種類: 特許権

  15. 疎水性多孔質酸化物粒子及び多孔質酸化物粒子の疎水化方法

    堀口 尚郎, 大友 恵, 猪股 宏, 宇敷 育男

    産業財産権の種類: 特許権

  16. 超臨界水バイオマス燃焼ボイラー

    新井 邦夫, 猪股 宏, スミス リチャード リー, 渡邉 賢, 小野 實信, 鈴木 明, 川崎 慎一朗, 畑田 清隆, 服部 秀雄, 野中 利之, 田嶋 聖彦

    産業財産権の種類: 特許権

  17. ビスフェノール化合物の回収方法

    弘中 克彦, 三宅 利往, 猪股 宏, 渡邉 賢

    産業財産権の種類: 特許権

  18. 炊飯方法

    猪股 宏, 渡邉 賢, 中原 光一

    産業財産権の種類: 特許権

  19. 超臨界マイクロ混合デバイス

    前 一廣, 牧 泰輔, 鈴木 明, 若嶋 勇一郎, 新井 邦夫, 林 拓道, 伯田 幸也, 松井 啓太郎, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  20. カロテノイド色素の製造方法

    猪股 宏, 佐藤 信行, 毛利 哲, 鈴木 康夫

    産業財産権の種類: 特許権

  21. 薄板を用いた高温高圧用連続的マイクロリアクターシステム

    新井 邦夫, 猪股 宏, 佐藤 剛史, スミス・リチャード・リー

    産業財産権の種類: 特許権

  22. 熱駆動型超臨界流体供給装置

    鈴木 明, 鹿内 良将, 新井 邦夫, 猪股 宏, 野中 利之

    産業財産権の種類: 特許権

  23. 高温高圧水中部分酸化によるバイオマスからの水素製造方法

    渡邉 賢, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  24. 衣料品に付着したVOCの高精度測定方法及びその装置

    鈴木 明, 新井 邦夫, 鈴木 敏重, 小野 實信, 野崎 淳夫, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  25. 熱駆動循環方式による超臨界二酸化炭素流体によるドライクリーニング装置とその方法

    新井 邦夫, 猪股 宏, 高野 十

    産業財産権の種類: 特許権

  26. 無機微粒子複合化有機高分子材料およびその製造方法

    中西 勉, 猪股 宏, 林 拓道, 大竹 勝人

    産業財産権の種類: 特許権

  27. 超臨界または亜臨界流体を用いたフィルタ洗浄装置

    伊藤 隆夫, 長谷川 雅一, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  28. 超臨界または亜臨界流体を用いた洗浄装置

    伊藤 隆夫, 長谷川 雅一, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  29. 超・亜臨界流体処理システム及び装置

    新井 邦夫, 猪股 宏, スミス・リチャード・ リー

    産業財産権の種類: 特許権

  30. 超臨界水を用いた電子部品からの無機物部品材料の回収方法

    工藤 光彦, 菊地司和, 清水 瀞, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  31. ゴム部材を有する医療機器の消毒、滅菌方法と装置

    新井 邦夫, 猪股 宏, スミス・リチャード・リー, カビメラ・ベナード, 管野 昌彦, 管野 昌之

    産業財産権の種類: 特許権

  32. 超臨界流体による医療機器、医療関係着衣類、病院食器類等の消毒、殺菌洗浄方式

    新井 邦夫, 猪股 宏, スミス・リチャード・リー, カビメラ・ベナード, 管野 昌彦, 管野 昌之

    産業財産権の種類: 特許権

  33. 電子写真感光体

    岡崎 進, 笠井 均, 岡田 修司, 及川 英俊, 中西 八郎, 伯田 幸也, 阿尻 雅文, 猪股 宏, 新井 邦夫

    産業財産権の種類: 特許権

  34. 超臨界または亜臨界流体を洗浄媒質または抽出媒質として使用する場合に於ける媒質循環システム

    新井 邦夫, 猪股 宏, スミス・リチャード・リー, 管野 昌之

    産業財産権の種類: 特許権

  35. 振動管密度計

    新井邦夫, 猪股宏, スミス・リチャード・リー

    産業財産権の種類: 特許権

  36. 二次電池およびその製造法

    新井 邦夫, 猪股 宏, 菅原 静郎, 今井 博久

    産業財産権の種類: 特許権

  37. 超臨界流体洗浄装置における洗浄機構

    新井邦夫, 猪股宏, スミス・リチャード・リー

    産業財産権の種類: 特許権

  38. 高密度液化ガスを使用の洗浄装置

    新井 邦夫, 猪股 宏, スミス・リチャード・リー

    産業財産権の種類: 特許権

  39. 超臨界および亜臨界流体を用いた洗浄方法

    新井 邦夫, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  40. 粉末冶金用成形体の脱脂方法とバインダー及び超臨界液体

    片平 忠夫, 斎藤 正三郎, 猪股 宏

    産業財産権の種類: 特許権

  41. 石油系ピツチ中に含まれるキノリン不溶分の除去方法

    斎藤 正三郎, 新井 邦夫, 猪股 宏, 宍戸 昌広

    産業財産権の種類: 特許権

  42. ローヤルゼリーの抗認知症活性の増強剤

    大泉 康, 瀧戸 次郎, 山口 喜久二, 猪股 宏, 大田 昌樹

    特許第6201086号

    産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 45

  1. 超臨界CO2を利用した機能性多孔質材料の創製 競争的資金

    制度名:Cooperative Research

    2012年4月 ~ 継続中

  2. 高圧CO2を利用した新規塗装・塗料の開発 競争的資金

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research

    2012年4月 ~ 継続中

  3. 天然物の超臨界流体抽出プロセス 競争的資金

    1995年4月 ~ 継続中

  4. コアシェル型ハイブリッドナノ粒子の熱力学適用のための2元型擬似分子モデル

    猪股 宏

    2022年4月1日 ~ 2025年3月31日

  5. 亜臨界溶媒分離法の高精度予測のための溶質の物性情報に基づく無次元分配理論の開発

    大田 昌樹, 猪股 宏

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2021年4月1日 ~ 2025年3月31日

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    安心安全な溶媒を用いた抽出分離技術に対する社会的ニーズは高い.申請者がこれまで科研費を中心に2012年よりオリジナル展開してきた高圧二酸化炭素(CO2)を用いた亜臨界溶媒分離法(高圧気液平衡に基づく分離法)は,1980年代より進められてきた固定床半回分式超臨界CO2抽出法の低い生産効率という技術的課題を克服するもので流通式量産化を実現している. 次なる課題解決に向けて,オリジナル理論に基づく分離予測法の開発を研究題材とした.特に,支配因子である高圧下における溶質の気液平衡比(液相組成に対する気相組成の比)をデータバンク化するとともに,それらを精度よく再現するモデルの開発を4年という研究期間のもと検討したいと考えた. 令和3年度の結果の概要では,ホップエキスやシソエキスをベースとした含有成分の気液平衡比を基礎物性としてデータベース化するだけでなく,オリジナルの無次元分配理論を構築することができた.これにより,好適な分離条件等についての問い合わせがあった場合に即座に回答できるような理論計算環境の基盤を整備することができた. より具体的には,これまでに科研費等の研究資金により整備した世界最先端の流通式高圧気液平衡比測定装置を用いて,各種溶質における気液平衡比データを収集・蓄積することを目的とした.実験対象として,今後の医薬食品・飲料,化粧品・化成品等への幅広い応用を見据えたときに付加価値の高い植物2次代謝物等が適していると考えていることから,これまでに実測例のない植物2次代謝物の中からHildebrand溶解度パラメータの異なる10種程度を同定し,二酸化炭素-エタノール-水 3成分系溶媒を中心に各種溶質の高圧気液平衡比データを測定した.流体密度をin-line測定できる高圧振動管式密度計も新たに導入し,本亜臨界溶媒系に応用した.

  6. 天然食材のペースト化と向流接触超臨界抽出によるファイトケミカル成分の高度分離

    猪股 宏, 佐藤 善之, 大田 昌樹, 渡邉 賢

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2019年4月1日 ~ 2022年3月31日

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    独自開発した天然物の前処理装置により、~150℃、8000RPMでの処理条件を適切に選定することで対象サンプルである「紫蘇」の葉・茎に対する加水比と処理温度、せん断速度の調整によりペースト化可能であることが実証できた。また、このペースト(加水比1:1)を原料として、本研究で製作した向流接触超臨界精留塔により、上記ペーストの30wt%までの高濃度溶液まで安定操作が可能であり、相分離組成も安定して測定できるとこと、溶媒系の相分離条件と溶質成分の精留効果との比較から精留棟内ではほぼ平衡分離に近い状態で精留が行われていることが実証された。さらに、気液平衡比を用いたシミュレーション法も提案できた。

  7. 超臨界法によるナノ薬剤粒子担持DDSキャリアの新規創製

    猪股 宏, 宇敷 育男

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関:Tohoku University

    2017年6月30日 ~ 2019年3月31日

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    本研究では超臨界法によるナノDDS(ドラッグデリバリーシステム)キャリア創製プロセス実現に向けた萌芽的検討を行った.メソポーラスシリカであるMCM-41をモデルDDSキャリア,DDSへの応用が望まれている代表的な難溶性の非ステロイド性抗炎症物質であるイブプロフェンをモデル薬剤とした実験を行った結果,従来法である液相法と比べメソポーラスシリカ細孔内への10倍程度高い薬剤含浸量を達成することができた.また超臨界法においてはその圧力条件によって薬剤含浸量が大幅に変化したが,これは超臨界CO2中におけるイブプロフェンの溶解度及び吸着平衡の観点から説明可能であった.

  8. 超臨界CO2利用技術の高効率化へ向けた多成分系吸着挙動予測手法の開発

    猪股 宏, 佐藤 善之, 大田 昌樹, 小野 巧

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2013年4月1日 ~ 2016年3月31日

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    超臨界CO2利用プロセスの高効率化を目的とし,実プロセスで想定される5種の揮発性有機化合物VOC(トルエン,デカン,ヘキサン,アセトン,メタノール)をモデル吸着質として,様々な物性を有する4種の吸着剤(活性炭,ゼオライト,メソポーラスシリカ,メソポーラスシリカ)に対する超臨界CO2雰囲気下における吸着平衡を測定,推算した.その結果,本研究で新たに開発したDA(Dubinin-Astakhov)-NIAST(Non-ideal adsorbed solution theory))モデルにより,様々な吸着剤に対する高精度のVOC多成分系吸着平衡の推算に成功した.

  9. 柑橘果皮中の薬効成分分離を目指した溶媒循環型超臨界抽出‐精留法の開発

    猪股 宏, 佐藤 善之, 大田 昌樹

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2010年 ~ 2012年

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    柑橘果皮中の薬効成分分離を目指した溶媒循環型超臨界抽出‐精留法の開発を目的とし,2010年度は溶媒循環型超臨界流体抽出-精留装置の開発,2011年度は構築した装置とモデル化合物2種を用いた実験的評価,2012年度は実サンプルとして柑橘果皮成分への応用を検討した.まず,温度付与型精留塔の妥当性評価のため標準物質として入手可能な化合物2種(7-hydroxy flavoneおよびAnthracene)を選定し,精留実験を実施した結果,CO_2-Ethanol系の気液平衡関係に従ってそれぞれ2種の化合物が親水性の尺度のもと精留塔塔頂と搭底より連続的かつ高度に分離されることを確認した.2012年度は引き続き基礎データの蓄積とさらなる応用のため青島温州果皮成分へと方法論を展開した結果,抽出物のノビレチンやその他ポリメトキシフラボンにも本法が適用できることが確認された.特に,水を添加した抽出-精留実験では,ノビレチンを含む透明な液体が塔頂から,その他光合成色素を含む着色した液体が塔底からそれぞれ回収できることが判明し,本法の有用性が実証された.

  10. 超臨界貧溶媒化を用いたメゾスコピック有機微結晶の製造法の開発

    猪股 宏, 佐藤 善之, 渡邉 賢, 大田 昌樹

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2007年 ~ 2008年

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    本研究は、超臨界二酸化炭素を用いた数十ナノ~ミクロンの範囲のメゾスコピックな有機微粒子を製造法の開発を目的とした。光沢付与剤としてのエチレングリコールジステアレートを対象に、ASES法について実験条件(温度・圧力・溶液流量・溶液濃度)と生成結晶形状との相関関係を考察し、高温・高圧ほど、また低溶液流量ほどアスペクト比が大きく、表面が平滑な結晶が得られることが判明した。なお、検討結果はフラーレンについても適用を試みた。

  11. 微細藻類を資源作物とするための連続高圧バイオマス・プラントに関する研究

    猪股 宏, 渡邉 賢

    2006年 ~ 2007年

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    本研究では、循環型社会構築に欠かせない将来的な資源作物となりうる「微細藻類」を連続的に生産する新規高圧バイオマス・プロセス構築の基礎を築くとともに、高圧環境での微細藻類生育挙動の検討を通して生物工学に対して新たな学術的知見を与えることを目標とした。平成19年度は、前年度と同様に高いCO_2固定能を有し高密度培養を可能とする緑藻Chlorococcum littorale(以下C. littorale)からのエネルギー成分(糖質・脂質)の生産に着目して、その生産性の観点からC. littoraleの資源作物としての可能性を検討した。プロセスの構築における代謝物生産の制御に関して、本研究ではガス成分ならびに前年度の知見である培地N源濃度の依存性を実験的に検討した。 O_2とCO_2の分圧を制御するとともに、増殖に与えるイオンクロマトグラフィーを用いた培地成分の定量分析を行った。その結果、増殖に与える培地中N源(硝酸イオン)の影響は極めく、細胞濃度と硝酸イオンには負の線形関係が成立することが示された。すなわちN源の欠乏とともに増殖が停止、さらには細胞が肥大化する傾向となり、O_2濃度の増加に伴い特に澱粉質の糖質割合が増加することを実証した。さらに、C. littoraleの脂肪酸生産に与えるガス成分の影響を検討した結果、O_2は増殖の抑制因子とともに脂質生産の観点からは抑制因子であることが明らかになった。 以上より、従来光呼吸速度の増加により増殖速度の低下を誘因する溶存O_2が、N源欠乏下では糖質(澱粉)生産または脂質(トリグリセリド)生産の重要な制御因子となることが実証された。得られた成果を現在投稿論文としてまとめている。

  12. 超高速反応を目的とした高温超高圧連続式マイクロプラントの開発

    SMITH Richard Lee Jr., 猪股 宏, 渡邊 賢, 佐藤 剛史, 佐藤 善之

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2005年 ~ 2006年

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    本研究は超高温高圧マイクロプラントの開発を目的としている。昨年度行ったマイクロリアクター中でのセルロース改質結果を元に、今年度はマイクロリアクター等を用い、高濃度セルロース混合物の分解挙動に関する検討を行った。 最終的に用いるセルロース-スターチ混合物を意図し、急速昇温下におけるセルロース・水、スターチ-水、セルロース-スターチゲル混合系を試料としてその熱的特性を評価した。全ての系において、低水密度領域では高水密度域と異なりセルロース分子内結合由来のIRピークが弱まった。また、低水密度域においてガスやタールなどが生成したのに対し、高水密度域では黄色として生成した後に茶色となる小さな粒子が多数生成した。この粒子に関して、HPLCやEI-Massを用いた詳細な分析を行った結果、有機酸やエリスロースの生成を確認し、芳香族が生成している可能性があることがわかった。最初の黄色は、ヒドロキシメチルフラールの生成によるものと考えている。高濃度溶液では、グルコース生成が顕著となった。また、CaOによる化学的加熱を検討した結果、急速昇温が可能であることが示唆されたが、加熱速度はCaO表面積に大きく依存した。 一連のマイクロリアクターでの実験結果は、マイクロリアクターの有用性とマイクロプラントシステムにおけるバイオマス混合物の改質の実現が可能であることを示唆している。スターチゲルはセルロースのマイクロリアクター導入に効果的であり、生成した油状成分が化学原料等として使用できる可能性がある。本システムは閉塞無しでの固体処理をすることができる等の利点があり、これまでの技術的課題である400℃,60MPa程度の高温高圧条件以上での処理を可能とするものである。

  13. 出土水浸木製品に対する超臨界CO2を用いた新しい文化財保存法

    猪股 宏, 渡邉 賢, 手代木 美穂

    2004年 ~ 2005年

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    出土木材は,水浸中に組織中のセルコールが加水分解されるため,非常に脆い構造になっており,保存のためには補強と乾燥の両者が必須である。現法(主流)は,出土試料をPEG水溶液に浸漬させ,順次高濃度化させることで,木組織内の水をPEG水溶液と置換させ(含浸過程)、その後に自然乾燥あるいは真空凍結乾燥を行って水分を除去するものである.本研究は,この乾燥に対して超臨界流体を適用すれば界面応力を抑制でき結果的に収縮なしの乾燥が可能であること,ならびに高拡散性の超臨界流体を利用することによる含浸過程での時間短縮を期待したものである。 昨年度は,通常のPEG/糖アルコール含浸法で処理した木製品の脱溶媒へ超臨界CO2を適用した場合について実験を行い,寸法変化は測定5ヶ所においていずれも収縮が0.5%以下の良好な結果を得た。しかし,電子顕微鏡で観察したところ、マンニトールは木組織まで完全には入っていない。その原因としては,含浸時間が十分ではない状態でエタノールと親和性の高いCO2の導入により表面付近でマンニトールが析出したためと考えられた。 本年度は,エタノールにもある程度の親和性のあるPEGを主対象として,気液飽和状態(低圧)のCO2含浸+乾燥実験を実施した。まずPEG水溶液を作成し,それに木材を含浸させ,次にエタノール溶液浸漬させ,溶媒置換を行う。ついで超臨界抽出により完全な乾燥を行う手順を採用した。 PEG4000を用いた実験では,試料濃度,含浸時間,含浸温度,圧力を変化させたところ,いずれも木組織表面部分へのPEG4000分子の進入は確認されたが,内部までは拡散していない状態であった。そこで,この原因が,PEG4000分子の拡散性とエタノールへの低い溶解度にあると推察し,より低分子量のPEG400およびPEG500を共溶媒としての効果を期待して併用したところ,条件によっては木組織の内部まで完全ではないが,一部PEG分子が確認され,PEG混合の有効性が示唆された。

  14. 熱駆動ループリアクターを用いたCO2とメタノールからの炭酸ジメチルの直接合成

    猪股 宏, SMITH Richard Lee Jr., 渡邉 賢

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2004年 ~ 2005年

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    炭酸ジメチル(DMC)はポリマー原料や燃料改質剤として用いられる高付加価値化合物である。その製造法として,我々は超臨界CO_2中でメタノールとCO_2を直接反応させてDMCを合成する試みを行い、これまでジルコニア触媒が不均一触媒として有効で環境に付加を与えないグリーン合成ができることを確認したものの、微量の水が収率を大きく低下させることを確認した。つまり、収率増大のためには系内から水を除去しなければならず、装置内に脱水部を付与させる必要がある。 そこで、本研究では以前に開発した熱駆動溶媒循環システムを本DMC合成反応に応用することにより,不均一触媒反応によりDMC合成を行いつつ、副生する水を除去する機構を熱駆動循環内に設置したループリアクターを開発し、メタノールとCO_2を原料とするDMCの高効率生産プロセスの開発を目的とした。 まず装置内に反応部と水の吸着部を設け、そこに温度差を付与することで自然対流を生じさせ、反応流体を循環させる熱駆動循環型ループ式反応装置の設計および製作を行い、基礎データとして,水+メタノール系においてモレキュラーシーブを吸着材とした場合の水の分離性能について検討した。その結果,150〜160℃の反応条件を加熱部として室温〜60℃程度を冷却部・吸着部とすることで,ほぼ生成する水が吸着分離できた。反応条件選定のために、4成分系(二酸化炭素-メタノール-DMC-水)相平衡推算のプログラムの構築を行い、操作条件を決定した。決定した条件(反応圧力:15MPa、脱水部:25℃、反応部:170℃)において熱駆動ループ式反応装置を用い、DMC合成実験を行った。その結果、従来は1%程度であったDMC収率が最大15%程度まで増大した。触媒量および脱水量依存性に関する検討に加え、反応モデルによる詳細な解析を行ったところ、本装置によるDMC合成では装置内の流体の循環流量がDMC収率に極めて大きな影響を与えていることが判明した。したがって、装置形状を変化させることによりDMC収率を大幅に向上できる可能性が示唆された。

  15. カシューナッツ木の超臨界流体カスケード利用技術の開発

    SMITH Richard Lee Jr., 佐藤 義夫, 猪股 宏

    2002年 ~ 2003年

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    危機的な地球環境問題に関連して,地球温暖化の要因であるグリーンハウスガス(CO_2など)の排出量を低減するとともに,自然界の資源・エネルギーが有限であることを認識し,できるだけ人間社会の中で資源・エネルギー循環を行い,自然界への廃棄物を最小限にする社会システムとそれを実現する科学技術の開発が必要不可欠である.その一つの対策として,本提案では,バイオマス資源の環境調和型有効利用プロセスの開発を通して,発展途上国を中心とした物質・資源循環システムの提案・推進のための調査企画を目的とした。 具体的には,協力グループメンバーのフィリピン,インドネシアでの生産量が大きいバイオマス資源であるカシューナッツ木に着目し、その構成成分の内、付加価値の低い(1)樹皮,(2)果実,(3)カシューナッツ殻,(4)カシューナッツ殻液の有効利用方法について検討した。 その結果、メンバーに共通する超臨界流体技術を駆使して「二酸化炭素,水,空気」という環境調和型溶媒を用いたカスケード型有効利用のための多角的要素技術研究の意義を確認し、バイオマスを対象とした調査研究結果をミニシンポジウムという形で実施、その総合討論の中からトータルシステムの提案を策定した。 討論会では、参加者同士が意見を交換し、マイクロリアクター、超臨界流体、イオン性液体等の技術が、天然資源の改質に利用されていないとの認識に至った。マイクロリアクター中で、イオン性液体を用い天然資済を前処理することで、持続可能な天然資源改質プロセスの開発が可能であると考える。本研究で得られた知見を整理することで、将来の海外共同研究として「持続可能な天然資源改質プロセスのためのマイクロリアクター開発による、イオン性液体と超臨界流体による生理活性混合物の製造」を提案する方針に至った。

  16. 亜臨界・超臨界流体の溶媒循環システムの構築と装置化

    SMITH Richard Lee Jr., 工藤 憲一, 猪股 宏, 松村 幸彦, KABYEMELA Bernard

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2001年 ~ 2003年

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    本研究では、システムの性能評価法も含め、超臨界二酸化炭素を用いた高圧閉鎖系の熱駆動式溶媒循環システムの開発を行った。本システムは、流路内の加熱部および冷却部の密度差により流体が循環する。初年度は、装置の設計・製作・試運転を行った。2年目は、有機溶媒をトレーサーとした速度評価法を開発し、二酸化炭素の平均流速を測定することで、装置性能を評価した。条件は、圧力7.8〜15MPa,温度15〜55℃、二酸化炭素初期密度は550〜800kg/m^3、加熱・冷却源間の密度差は62〜121kg/m^3とした。加熱部・冷却源間の温度差が3〜8℃では、平均流速が4m/min程度であった。1次元有限差分法による解析をおこなった結果、ほとんどの条件において誤差35%以内で流速を予測可能であった。また、装置内流速は、グラスホフ数、プラントル数、加熱部・冷却部間の無次元密度の差を用いることで、誤差25%以内で相関できた。さらに、装置圧力、初期密度、加熱部・冷却部間の平均密度を用いた経験式を用いた結果、誤差10%以内で相関できた。最終年度は、実験的検討を継続するとともに、2次元での流体力学計算(CFD)によるシミュレーションを行った。装置を改良し内部加熱を行ったところ、擬臨界点を考慮した条件設定により流速は7m/min程度に向上した。CFDシミュレーションでは、温度分布の実測値から流速の予測が可能であった。邪魔板を導入しヒーター性能を向上させたCFDでの解析に基づき、新規加熱部の設計を行った。 本研究で開発した自然対流循環システムは、抽出、試料調整、洗浄、分析等のアプリケーションに適用可能であり、低温熱源がある環境で運転可能であり、その意義は大きいと考える。

  17. 二酸化炭素を用いた漆遺物に対する保存処理の基礎的研究

    猪股 宏, 手代木 美穂, 高妻 洋成, 猪股 宏

    2001年 ~ 2002年

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    出土遺物に対して文化財科学(保存科学)は「出土から展示・収蔵」までの全般において関わり、遺物が内包する情報を最大限に残存させ、また施した処理法・技術も合わせて後世に伝える使命を持っている。処理技術は常に現行法より良好な方法を模索しており、多くの研究者が取り組んでいるところである。出土水浸木製品に対する保存処理は、PEG、糖アルコール、高級アルコールなどの強化剤含浸法や真空凍結乾燥や加熱乾燥などの乾燥方法が一般的であるが、その工程上、気相-液相もしくは固相-気相の2相を通過する際の界面応力が起因して引き起こされる変形・収縮を避けられないのが実情である。 本研究では、二酸化炭素を超臨界状態下で出土水浸木製品に適用したが、その内包されている溶媒が超臨界二酸化炭素と相溶解することにより2相をまたぐことなく、均一相下で処理が可能であることから、変形・収縮を軽減できる乾燥方法として有効であることをまず確認した。 次に、二酸化炭素の高い「拡散性」「溶解力」から、処理の難しい脆弱な有機質遺物への処理に対して有効であることが実験的に示唆されたため、それらの結果を基に出土漆製品への処理に適用を試みた。その結果、変形・収縮が0.5%以下の良好な結果を得た。また、超臨界状態の二酸化炭素の持つ「ミクロ構造まで入りこむ」特性から、従来法では難しかった漆膜の微小穴から木胎組織の細部まで強化薬剤の含浸が確認された。さらに、その処理期間は従来の強化剤含浸方法に比べて大きく短縮することが可能であった。超臨界二酸化炭素を用いた出土木製品の乾燥メカニズムについては、超臨界流体GC用FID検出器を応用した実験から、出土木製品内溶媒の乾燥工程を把握し、その結果から乾燥モデルを構築するに到った。

  18. 超臨界CO_2を溶媒とするポリフェニレンオキサイドの環境調和型重合法の研究

    猪股 宏, 渡邉 賢, SMITHRICHARD Lee Jr.

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    2001年 ~ 2002年

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    エンジニアリングプラスチック(PPS, PPOなど)の工業的製法は,PPOの場合,重合溶媒としてトルエン,触媒に銅ジアミン錯体を用い,酸素を吹き込みながら重合(酸化カップリング反応)しているが,トルエンと酸素の混合による爆発性ガス生成,製品コストに占める重合溶剤回収コストの大きさなどが課題とされている.このような背景から,本研究では,超臨界CO_2中でのPPOの重合法の確立を最終目標としている. 昨年度は、超臨界CO2を溶媒として用いたPPOの合成(<Mw>^^^-≒10,000)可能性を示すこと、しかし、超臨界CO2がPPOに対して貧溶媒であることから、反応途中で生長ポリマー鎖が析出してしまうことを明らかにした。その結果、工業上有用される高分子量PPO(<Mw>^^^-≧40,000〜)の合成に更なる工夫が必要で、本年度はその検討を中心に行った。 超臨界CO2はPPOに対して貧溶媒であるが、同じように貧溶媒であるメタノールなどと異なりPPOに溶解してPPOを大きく膨潤・可塑化するといったことが知られている。昨年度までの研究でも、この現象が原因で生長ポリマー鎖の析出後にも分子量の増加が見られた。つまり、超臨界CO2中において生成ポリマーの高分子量化を行うためには、PPOの膨潤・可塑化が重要であると考え、実際に、生長ポリマー鎖の析出後にPPOの膨潤・可塑化を目的とした実験条件の制御を行った。その結果、比較的高分子量のPPO(<Mw>^^^-≒20,000)を合成することが出来た。 現時点としては、より高分子量のPPOを合成するための最適実験条件の探索を行うとともに、その実験条件下で効果的に合成が可能である新規プロセスの提案を行っていくことによって工業化への可能性を追求していきたいと考えている。

  19. ダイヤモンドアンビルセルによる超臨界水中での金属酸化物微粒子形成に関する研究

    SMITH Richard Lee Jr., 猪股 宏

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関:TOHOKU UNIVERSITY

    2000年 ~ 2001年

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    超臨界水中での水熱合成による微粒子生成機構解明には粒子析出や生長といった相挙動が重要であり、その観測の一つの手段として水熱ダイヤモンドアンビルセル(HDAC)による方法がある。試料ホールダー内容積は50nL程度と非常に少量であり、広範囲での現象の定性的理解には非常に優れた手法である。しかし,圧力の制御性の低いことが測定での課題とされてきた. そこで、本研究ではHDAC観察での圧力制御性を向上するための装置的改良をしたHDAC実験装置を開発・製作するとともに、改良装置を用いて、水およびAlOOHを試料として、これらの水熱合成反応のその場観察と記録、さらにその解析による反応機構に関する情報を収集し、連続反応装置での研究結果との照合による反応、粒子形成機構の解明を行うことを目的とした。 圧力検証については,水の低温域での相転移の測定で実施した.室温(19-20℃)で圧力を最大2GPaまで上昇させたところ,まず0.9GPa付近にて氷IVが,引き続いて2.1GPaにて氷VIIに相転移する挙動が観測されたこの相転移圧力は,文献値を良好に一致し,圧力制御の妥当性が示された.なお,同時に測定したRamanスペクトルからは水のOH対称伸縮振動スペクトルでの波数シフトも観測された. Al(NO_3)_3を原料にしたHDACでの水熱合成を421℃,〜850MPaの範囲で行った.昇温とともに反応が進行し,ゲル状物質が生成した.また,この生成が臨界密度近傍で促進すること,さらにベーマイトAlOOH微粒子の生成の重要な役割を果たしているこが判明した.

  20. 超臨界点乾燥法を用いた有機質遺物の新規保存処理法の開発

    高妻 洋成, 手代木 美穂, 猪俣 宏, 肥塚 隆保

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    1999年 ~ 2001年

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    物質中に含まれる液相を超臨界状態にするかあるいは超臨界流体に置換し、液相から気相への相変化を起こすことなく超臨界流体を除去することにより、物質を収縮させることなく乾燥することが可能である。この乾燥法が超臨界点乾燥法と呼ばれるものであり、本研究では、超臨界二酸化炭素を用いた水浸出土木材の新規の保存処理法を開発してきた。本処理においては、超臨界二酸化炭素が水を抽出して木材を乾燥することが容易ではないため、両者に親和性を持つエタノールを用いる必要がある。したがって、開発の方針としては木材中の水を全てエタノールに置換する前処理をともなう方法とエタノールと強化含浸薬剤を木材と同時にチャンバー内に仕込み、含浸から乾燥までを連続して行う方法とを検討した。 その結果、前処理として内包する水をエタノールに全置換した試料に対して超臨界液体クロマトグラフィを用いる方法により検討を行ったところ、乾燥工程中の昇温操作が試料の収縮に大きく関与することが推察された。含浸から乾燥までを連続工程で行う保存処理実験ではポリエチレングリコールの木材中への迅速かつ十分な含浸を達成することができた。これは、超臨界流体の持っ「液体としての溶質溶解性」と「気体としての拡散性」の両面を活かして水浸出土木材中へ迅速な薬剤含浸をおこない、さらには超臨界状態からの相変化をともなわない乾燥をおこなうことにより、良好な保存処理結果を得ることができることを示唆するものである。 本研究において、出土有機質遺物の保存処理において超臨界点乾燥という新たな手法を提示できたことはきわめて意義深いものである。今後は、出土有機質遺物の種類や劣化状態に応じた最適な処理条件についてさらに開発を進める予定である。

  21. 超臨界水を反応溶媒とした重質油の新規改質プロセスの開発

    新井 邦夫, 渡邉 賢, 阿尻 雅文, 猪股 宏, 佐藤 剛史, 陶 究, SMITH Richard Lee Jr, 伯田 幸也

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    1999年 ~ 2001年

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    超臨界水中には、種々の有機物や無機物が容易に溶解し均一相を形成する。したがって、超臨界水中での触媒反応においては均相触媒の溶解、あるいはコーク析出の抑制などの様々な効果が期待できる。また、超臨界水中での部分酸化反応では気相酸化に比べて部分酸化生成物であるCO生成が促進され、反応場に存在する水との水性ガスシフト反応により水素化が進行すると考える。本研究では、これらの現象の解明を目的とし、超臨界条件下における触媒の溶解度の評価、超臨界水中での部分酸化反応を利用した重質油の新規改質法の開発に関する研究を行った。 超臨界二酸化炭素中でのモリブデンヘキサカルボニルの溶解度測定においては、超臨界条件下における金属化合物触媒のin-situ測定技術の開発を主目的とした検討を進めた。その結果、FT-IRを用いることで金属触媒濃度の算出が可能であることを見出した。 超臨界水中での部分酸化反応を利用したアスファルトの改質に関する検討も行った。気相中の処理に比べて超臨界水処理ではmaltene量、gas量が増大し、ashaltene量が減少した。また、malteneおよびasphaltene中の硫黄の量が減少した。超臨界水+部分酸化条件では、硫黄分がcokeとして存在しうることが+推察された。超臨界水処理でアスファルトが軽質化すること、部分酸化条件下でアスファルト成分の脱硫が促進されることが明らかとなった。この一連の研究により、超臨界水を反応溶媒とした気質油改質は、クリーンなエネルギー・化学原料回収の手段として有用であることがわかった。

  22. 超臨界CO2による洗浄技術 競争的資金

    制度名:The Other Research Programs

    2000年4月 ~

  23. レーザーを利用した高精度振動管型高温高圧密度計の開発

    LEE Jr.Smith Richard, 猪股 宏, 和田 直純

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    1998年 ~ 1999年

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    最近超臨界水(Tc=374℃,Pc=22MPa)を用いた応用技術が注目され,それとともに高温高圧領域での超臨界水溶液の物性データが必要となってきているが,最も基本的な密度についても超臨界水溶液の報告例は皆無に等しい。本研究では,近年注目されている流通式振動管密度計に関して,従来法での適用温度範囲を制限していた永久磁石による加振・検出法に対して,圧電素子とレーザードップラーを利用した新しい高温高圧振動管密度計の開発を試み,高温高圧での適用性について検討した。 管振動数の検出には,レーザードップラー法を用いた非接触検出を採用した。レーザーを直接振動管に照射し,その180°反射波でのシフト量を測定した。管の加振は,積層圧電アクチュエータの振動を伝達棒を介することで行った。これらにより,加振・振動検出部は直接高温域に設置する必要がなく,高温域での測定が可能となる。振動管自体も,入力信号に対して自由振動が起こしやすい形状にすることで応答性を向上させた。この装置を用いて,400℃,圧力45,55,65MPaにおける装置定数決定をメタノールならびに水を用いて行った。その結果,この装置構成での測定分解能は約0.002g/cm^3となり,高温高圧域での測定が可能であることが示された。なお,測定精度については約0.006(g/cm^3/℃)となったが,温度制御と固有振動数検出の精度がトータルでの測定精度を決定する重要な要因であることが確認できた.今後測定を行うにあたって、密度データを精度良く得るための課題は示された.まず、振動管内部試料の密度の違いによる固有振動数の偏倚と比較して、振動管の機械的性質の温度依存性に由来した装置定数の変化の影響が無視できない.そのために、現状以上の精度(±0.1K)で温度制御が可能な加熱システムを構築する必要がある.

  24. 超臨界二酸化炭素中への極性物質の可溶化に関する研究

    猪股 宏, LEE Jr.Smith, 和田 直純

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:TOHOKU UNIVERSITY

    1998年 ~ 1999年

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    超臨界CO_2は環境調和型の溶媒であり、洗浄溶媒としての利用が期待されているが、金属イオンなどの親水性物質を溶解度しないという機能的制限がある。本研究では、超臨界CO2への親水性物質可溶化技術の開発の一つとして、錯形成反応を用いた超臨界CO_2による水溶液からのアルカリ金属イオン(Na+、K+)の抽出と逆ミセル形成を検討した。 錯形成実験では、クラウンエーテルやグライムを配位子として選定した。しかし、これらの配位子のみでは、アルカリ金属イオンはほとんど抽出されないことが分かった。これは、生成した錯体が分極したイオン対であるため、無極性の超臨界CO_2にほとんど溶解しないためと考えた。一方、超臨界CO_2への溶解性の高い過フッ化カルボン酸(HPFOA)を添加させたところ、いずれの配位子においても抽出率の増加が認められた。親CO_2性のPFOA-アニオンがイオン対のカウンターイオンとして作用し、イオン対の超臨界CO_2への溶解度増加に寄与しているためと考えられる。平衡反応式による抽出機構の解析を試みたところ、カリウム-トリグライム系では、配位子が高濃度になると抽出率が減少し、低濃度域で極大値を持つことが分かった。この現象を定量的に考察するために、水相中で高次(1:2、1:3・・・)のカリウムイオン-グライム錯体の生成を仮定してカーブフィットを行うと、実験値を定量的に表すことが可能であることが分かった。 逆ミセル測定のための高圧光学窓付き動的光散乱実験装置を作製した.本装置により超臨界二酸化炭素への市販の界面活性剤溶解度は極めて低いこと,またミセル形成も極限られたフッ素系物質がわずかに可能性があることが分かったが,装置の攪拌能力の向上がミセル形成の必須であることが明らかとなった.

  25. 超臨界水中での部分酸化・シフト反応を介した廃プラスチックスの水添油化

    阿尻 雅文, LEE Jr.Smith, 猪股 宏, 新井 邦夫, 福里 隆一, 服部 秀雄

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:TOHOKU UNIVERSITY

    1998年 ~ 1999年

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    本研究は、超臨界水中で廃プラを部分酸化するとともに水素化を行なうプロセス開発を最終的目的とし、ここでは、そのための以下の基礎研究を行なった。 1)超臨界水とアルカン系の相平衝測定 超臨界水と長鎖炭化水素との相平衡測定を目的とし、高温高圧用振動管密度計を設計・作成した。常温近傍での水とアルコールの相平衡の測定を行い本装置の健全性を確認した。高温高圧下での流体密度測定法の基礎を確立した。 2)超臨界水中での炭化水素熱分解反応 回分式装置を用い超臨界水中でポリエチレン熱分解実験を行なった。その結果,水密度の増大にともない生成物中の1-アルケン/n-アルカン比は増大し、また軽質化も促進された。これは水密度の増大にともない超臨界水と分解生成油の相が均相に近づくためと考える。 3)超臨界水中での炭化水素部分酸化による水添油化基礎実験 回分式装置を用い超臨界水中でn-ヘキサデカンの部分酸化を行った。その結果、水密度増大にともないCO生成の選択率が増大し、またそれと同時に生成物中のn-アルカンの生成量も増加した。これは、生成したCOがシフト反応により水素に転化し、アルケンの水素化が生じたためと考えている。 高圧メタンの導入が可能な流通式装置を設計・製作し、温度380℃〜400℃、圧力10MPa〜25MPaの超臨界水中でのメタンの部分酸化反応実験を行なった。その結果、この場合も、高圧(高水密度)ほど、COの生成選択率は向上した。気相反応を記述できるラジカルネットワークモデルを用いて解析を行ったが、超臨界領域では良好な記述はできなかった。しかし、H_2O_2を生成する素反応について、水密度依存性を考慮して修正を試みたところ、反応速度および生成物分布の圧力依存性を説明することができた。 4)連続分解プロセスの設計 上記の実験結果および計算結果に基づき、基本設計を行なった。酸素濃度を完全酸化の15%程度に抑制し、炭化水素濃度を10wt%以上と設定し、高圧場での運転のために液体酸素供給が適当と考えられた。

  26. 超臨界水中での部分酸化による重質油の水素化改質反応

    新井 邦夫, 阿尻 雅文, SMITH Richar, 猪股 宏

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関:TOHOKU UNIVERSITY

    1997年 ~ 1998年

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    本研究では、超臨界水を反応溶媒とした重質油の部分酸化・Water-Gas Shift(WGS)反応(CO+H_2O→CO_2+H_2)を介した一段での水素発生+重質油水添改質プロセスの開発のための基礎研究を行った。 1) 超臨界水中での炭化水素の部分酸化反応の検討 回分式反応装置を用い、温度400℃における超臨界水中でn-ヘキサデカン(n-C_<16>)の部分酸化実験を行い、CO生成選択性に及ぼす水密度の影響について検討を行った。その結果、水密度の増大にともないCO生成選択性が高くなった。 流通式装置を用い、温度400℃でのメタノールの部分酸化反応実験を行ったところ、滞在時間が5.7秒および水密度が0.35g/ccにおいてCO選択率が60%となった。また、流通式装置を用い、温度380〜400℃、圧力10〜25MPaの超臨界水中で、メタンの部分酸化反応を検討した結果、低転化率ほどメタノールおよびCOの生成選択制がくなり、また圧力が高い(高水密度)ほど、これらの化合物の選択性は高くなった。 2) Water-Gas Shift反応速度の測定 流通式装置を用い、温度380〜400℃、圧力10〜30MPaの超臨界水中で、WGS反応速度の測定を行った結果、水の臨界点近傍において反応速度が特異的に変化し、また水密度の増大にともない反応速度が若干増大した。 3)COの導入による触媒水素化反応に関する解析 回分式反応装置により、温度400℃の超臨界水中でナフタレンおよびカルバゾールの触媒水素化反応を行い、本反応に及ぼすWGS反応の寄与について、超臨界水+H_2系の結果を超臨界水+CO系の結果と比較することで検討した。ナフタレンおよびカルバゾールとも、いずれの雰囲気下においても水素化反応が進行し、超臨界水+H_2系と超臨界水+CO系では、超臨界水+CO系の方が高い水素化活性を示した。また、超臨界水+CO_2+H_2系でも超臨界水+H_2系に比べて高い水素化活性が得られ、WGS反応を介することでより高い水素化活性が得られることが示唆された。 また回分式反応装置により、温度400〜450℃の超臨界水中で常圧残油の触媒水素化改質反応を行い、本反応に及ぼすWGS反応の寄与について検討を行った。上述同様、超臨界水+H_2系の結果を超臨界水+CO系の結果と比較した。いずれの場合でもH_2Sが生成し、水素化脱硫反応が進行していることがわかり、超臨界水+H_2系と超臨界水+CO系でほぼ同程度の反応速度が得られた。 以上の結果は、超臨界水中での部分酸化・シフト反応を介した水素化の手法が新たな炭化水素の水素化法としての有効性を示している。

  27. 超臨界水中での水熱合成による蛍光体微粒子連続合成プロセスの開発

    新井 邦夫, 伯田 幸也, 滝澤 博胤, 亜尻 雅文, R. L Smith, 猪股 宏

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関:Tohoku University

    1996年 ~ 1997年

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    本研究の目的は、超臨界水晶折法により蛍光体微粒子YAG;Tbの高速かつ連続合成プロセスの開発である。反応条件(反応温度、圧力、反応時間、溶液組織、アルカリモル比)と生成した粒子の性状(結晶構造、粒子サイズ、サイズ分布)の関係について実験的に検討した。その結果、反応時間が1秒で単一相YAG微粒子が連続合成(収集1g/h)できた。また、アルカリモル比が単一相のYAG粒子を合成するために極めて重要な因子であることがわかった。また、反応温度および反応圧力は、結晶子サイズおよび結晶の格子定数に大きく影響することがわかった。高温かつ低圧力条件とすることで、結晶性が向上することがわかった。また、生成粒子の発光特性を測定し、従来法である固相法で合成との比較を行った。励起、発光スペクトルともに両者ともYAG母体結晶の吸収およびTbイオンの発光に帰依するものであったが、その発光強度は、本手法で合成した粒子のものは、固相法のものの約10%であった。これは、粒子内に残存したOH基のため、吸収されたエネルギーがTbイオンへの伝播されず、結晶内で消費されてしまったものと推察している。これは、反応温度または反応時間の増加させることで結晶性および発光特性を改善できると考えている。超臨界水中での反応晶折法が、蛍光体微粒子の連続合成法として有効であり、プロセス化への高い可能性が示された。

  28. 超臨界流体中における合成ゴム製造プロセスの開発のための基礎的研究

    猪股 宏, SMITH Richar

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関:TOHOKU UNIVERSITY

    1995年 ~ 1996年

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    本研究では、超臨界流体を用いた新しい合成ゴム製造プロセスの開発のための基礎研究として、重合溶液からの未反応モノマーや超臨界流体による脱溶媒といった現プロセスの一部工程の改良、ならびに重合溶媒として超臨界流体を溶媒とした合成ゴム製造プロセスの提案することを目的とした. 超臨界流体には、臨界温度が室温付近にある二酸化炭素を用い、ポリブタジエンを試料として、そのヘキサン溶液からの溶媒の抽出実験を行った.実験は回分式で、操作条件はヘキサン-CO2系の気液平衡データから40℃で、圧力は2相領域ならびに均一相領域とした。抽出実験では、S/F〜100程度で試料中の残存溶媒は1%以下になることが判明した。S/Fがかなり大きな値となった理由としては、装置壁面に試料ポリマーが付着して超臨界流体と試料の接触効率が低いことが推定された。さらに,溶媒残留濃度の推定のため,無限希釈領域での分配係数の測定を超臨界クロマト法により行った.その結果,重量分率基準の分配係数は1〜2の範囲で,圧力とともに増大する傾向が見い出された. また,超臨界流体の重合溶媒としての可能性を検討する第一歩として,CO2中でのスチレンのラジカル重合を行い,転化率時間曲線,分子量分布と反応圧力との関係を検討した.8Mpaではバルク重合とほぼ同じ重合速度となったが,15,20Mpaでは重合速度の低下が見られた.これはCO2による希釈効果として液体溶媒についての既知の速度定数などを用いてシミュレーションをおこなったところ,定性的な傾向は再現できたが定量的な精度は得られなかった.これは,重合進行にともなってポリマー粒子の析出が発生するためと推察され,異相系での反応形態を明確にすることが重要な課題と示唆された.

  29. 超臨界水中での反応晶析機構の解明

    新井 邦夫, 伯田 幸也, SMITH R.L., 猪股 宏, 阿尻 雅文

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関:Tohoku University

    1995年 ~ 1996年

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    本研究は、超臨界水中での反応晶析機構を解明することを目的とする。超臨界水中での溶液構造と晶析機構の関係を調べるために、SPCモデルに結合原子OH間の非調和振動Morse関係と非結合原子HH間の反発項を用いたTaukanとRahmanらのモデル(T,R,モデル)を採用し、分子動力学シミュレーションを行った。モデル系としてNaCl-水系を採用した。動径分布関数からは、温度上昇とともにイオン周囲の見ず分子の分布頻度が低下するが、これは、Na^+よりはCl^-の方が顕著であった。さらに水和分子の安定性について調べたところ、Na^+については、水分子の絶対数は常温に比べて超臨界状態ではかなり少ないが、安定性についてはほとんど同じであるという結果が得られた。誘電率測定については、まず450℃まで測定可能な流通式誘電率測定装置を作成を行い、水とメタノール、エタノール、1-プロパノールの各二成分系で、温度62℃〜65℃、蒸気圧下で測定した。文献値との比較から装置の健全性を確認し、次に静電誘電率_<ε0>、緩和時間log τ(ps)の水のモル分率依存を検討したところ、水のモル分率x_w=0.8近傍において、局所構造の変化が生じていることがわかった。これにより水熱条件下での誘電率測定する技術の基礎が確立できた。流通式反応装置を用いて、亜臨界(300℃)、超臨界(400℃)条件での金属イオンの転化率および生成物の経時変化を調べた。その結果、(1)超臨界条件では加水分解反応が極めて速いこと、(2)加水分解反応で生成した中間体が粒子の成長に寄与していることがわかった。超臨界条件ではその中間体の溶解度が極めて小さいために粒子成長は起こらず、超微粒子(数10nm以下)が生成することがわかった。

  30. 超臨界水中でのクラスタリングに関する分子化学工学的研究

    猪股 宏

    1995年 ~ 1995年

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    超臨界水中を利用した反応プロセスが最近活発に検討されているが,その明確な反応機構は未だ解明されていない。反応中間体の水和 構造とその動力学 が反応機構の解明のブレークスルーと考えられるが、この点に関する検討は皆無であり、本研究ではこれを研究目的とした。 実験的検討が現時点では困難なことから計算機シミュレーションを用い、超臨界水中での反応物質ならびに中間体への溶媒分子のクラスタリングについて検討した。 まず,水に対して現在までに報告されているポテンシャルモデルを検討した。その結果,超臨界水にはRigidモデルよりは分子内自由度が考慮されているFlexibleモデルが適当と判断し,その中で関数形の簡単なTaukan-Ramanモデルのパラメータを赤外スペクトルや密度データを用いて最適化した。次に,分子間ポテンシャルパラメータの最適化を行い,本モデルでの臨界点の推定を行った。得られたポテンシャルモデルを用いて,NaCl水溶液を対象として,室温から臨界点近傍までの広範囲で,分子動力学シミュレーションを行った。P-V-Tデータからは、電解質の添加により体積が減少すること,すなわちイオン周囲に強い水和構造が形成されており,この傾向は臨界点近傍ほど顕著であることが示唆された。また動径分布関数からは温度上昇とともにイオン周囲の水分子の分布頻度が低下するが,これはNa_+よりはCl_-のほうが顕著であった。さらに,水和分子の安定性について相対運動エネルギーに立脚した溶媒和分子の識別定義を提案し,これに基づいてイオン周囲の水和の安定性を調べたところ,Na_+については水和分子の絶対数は常温に比較すると超臨界状態ではかなり少ないが安定性については,ほとんど同じであるという結果が得られた。

  31. 超臨界CO_2中におけるエキサイプレックス形成反応に対する溶媒効果

    猪股 宏

    1995年 ~ 1995年

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    本研究では超臨界CO_2中でのピレン-N,N-ジメチルアニリン(DMA)分子間エキサイプレックス生成反応について、定常蛍光法および時分解蛍光法により反応のin-situ測定を行い、超臨界溶液の中の溶媒効果について検討を行った。 定常蛍光スペクトル測定においては、液体溶媒中よりも希薄な濃度で反応が可能であり、圧力増加にともないエキサイプレックスは減少することが確認された。またピレンモノマー発光とエキサイプレックス発光に対する励起スペクトルの比較からエキサイプレックスは励起分子の拡散による二分子衝突反応により生成されることが明らかにされた。時分解蛍光スペクトル測定からは、測定した濃度条件によるが、ピレン-ピレン同種分子間エキサイマ-生成反応がバルクの拡散律速の反応であり、溶媒和クラスターの影響をあまり受けないのに対し、エキサイプレックス生成反応はドナー-アクセプター分子間の双極子相互作用に基づく局所構造の影響を受けていることが明らかになった。このように、エキサイプレックスとエキサイマ-では同じ二分子衝突反応でありながら反応に与える溶媒効果は反応分子間の分子間相互作用の差異により異なっているこが示された。また、等密度において系の温度が低下すると、流体の構成する分子の分子間力が運動エネルギーに対して相対的に強くなるため、この局所構造がエキサイプレックス生成反応に与える影響は大きくなることが示唆された。

  32. アルコキシド法単分散微粒子シ-ド重合に関する反応工学的研究

    斎藤 正三郎, 佐藤 友章, スミス リチャード, 猪股 宏, 今野 幹男

    1994年 ~ 1994年

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    金属アルコキシド重合は単分散性の良い無機微粒子の製造法として注目され、これを応用して液晶ディスプレーのスペーサーやコーティング剤などに活用されている。この方法により粒径分布の狭い粒子を工業的に製造するためには、シ-ド重合法(あらかじめ生成した反応系を希釈してモノマーを添加する多段重合法)が適用されているが、その操作条件の選定や装置設計には試行錯誤的な方法に頼らざるを得ない状況にある。これは、従来の研究がシ-ド重合を対象としたものがほとんどないこと、さらに従来の研究の主眼が平均粒径と反応条件の関係に置かれ、粒径分布そのものを対象としたものが少ないためであると思われる。したがって、この制御法を確立することは極めて重要な工業的課題である。 そこで本申請者らはこのような問題を解決するために、反応条件を種々に変えた場合の粒径分布ならびに生成粒子の多分散性の指標となる変動係数の経時変化の測定を行うことにより、単分散性粒子を生成する最適なモノマー濃度が存在することを明らかにした。また、単分散性粒子が生成する条件下では、反応初期において非球状の微小粒子が凝集して大きな粒子が生成し、その大粒子が粒径分布を維持したまま微小粒子を吸収しながら成長する2つの過程を経ることがわかった。これらの実験結果から、粒子生成過程と粒子成長過程の2つを同時に考慮したモデルを導出し、粒径分布ならびに変動係数の経時変化についての計算を試みた。その結果、モノマー濃度に対する平均粒径や単分散性について本実験結果と同様な傾向を示すことができた。また、本研究によて、従来、分散安定性に関して主要な因子であるとされていた静電反発力よりも水和斥力の方が生成粒子の粒径分布に大きく影響することがわかった。

  33. 超臨界流体の溶液構造の解明

    中西 浩一郎, 安達 義則, 猪股 宏, 新田 友茂, 梶本 興亜, 宮野 善盛

    1994年 ~ 1994年

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    本研究では前二年に引き続き、本年度においても超臨界流体(SCF)に関する基礎研究として、分光学的方法を用いた研究と分子シミュレーションによる研究とを互いに連携を保ちながら実施した。これらは合計7項目の研究計画から成るが、すべて超臨界流体中のクラスターに着目した解析を行なっている。これらを区分して概要を示すと以下のようになる。(1)実験的研究:分光学的方法と回析法による研究が行われ、猪股は共溶媒効果を調べるためCO_2-C_6H_6-ROH系でIR測定を行い、新田は界面の問題としてFTIR法によりシリカゲルに呼着したSCFの特異性を検討している。梶本はホールバーニングの手法によるクラスターの動力学を調べるためピコ秒レーザーシステムを製作し、ベンゾニトリル-CF_3H系などで測定を行い、さらに時間分解蛍光スペクトル法により電子移動反応を調べ、両者とも速いタイムスケールでの実験の重要性を確認している。(2)計算化学的研究:その中心は分子動力学(MD)法とモンテカルロ(MC)法にあるが、関連してポテンシャルの問題、理論的研究も行った。中西はCO_2-ナフタレンの分子対ポテンシャルについて高度の分子軌道計算を継続している。MD計算は公募班と平行して行われたが、猪股がC_6H_6/CO_2、中西がナフタレン/CO_2について臨界領域を含め計算し、それぞれクラスターの構造とダイナミックスを主として論じている。一方MC計算は足達が純一成分系でC_6H_6、新田が吸着相でのC_6H_6/CO_2についてそれぞれ解析を進めている。この他SCF中の溶質周囲のクラスター構造について総合的に調べる研究がA02班との協力で積分方程式の方法とMC計算を用いて進められた.以上の各研究によってSCF中のクラスターについて詳細で一般的な知見が得られた。

  34. ハイドロゲルスイッチ機能性材料設計法

    斎藤 正三郎, 片桐 英一, 猪股 宏, 今野 幹男

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    1993年 ~ 1994年

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    本研究では、ハイドロゲルのスイッチ機能性材料への応用を目的として、ゲルの膨潤挙動(転移点、膨潤度)をいかに制御/設計、予測するかについて検討した。 非イオン性のゲルについては、その体積相転移現象に疎水性相互作用が支配的な役割を果たしていること、ゲル構成高分子の1次構造により転移温度が、架橋度あるいは界面活性剤添加(あるいは荷電基の共重合)により膨潤度ならびに転移温度がある程度制御しうるとが確認された。電解質ゲルについても、同様に疎水性相互作用が相転移に深く関連していることが示唆されたが、荷電基と対イオンとの解離平衡の寄与が大きいことが明確となった。なお、錯体を形成するような多価金属イオンが系内に存在する場合には、取り扱いに留意することを明確にし、有機溶媒中で体積相転移を発現するオルガノゲルの分子設計論を確立した。 次に、これらの知見の理論的な解析/推算に対しては、Flory-Hugginsような平均場近似に基づく式の適用性の限界を指摘し、これに水素結合や疎水性相互作用を組み入れることで実験値の定性的な傾向が表現できることを示した。電解質ゲルについては、基本的には非イオン性ゲルの推算式に、荷電基と対イオン間の解離平衡を考慮することで、実験値を定性的に表現することができた。すなわち、現時点では定量的な予測には至らなかったが、最小限のデータがあれば、それを基準として目的に応じた体積相転移あるいは膨潤平衡挙動を示すゲルの分子設計がある程度可能な状況に到達できた。 なお、本研究では速度論についてはあまり検討できなかったが、ゲルのスイッチ機能性材料の実現には不可欠で、今後の重要な課題である。

  35. 低分子から高分子,ゲルまで適用可能な状態方程式の開発

    猪股 宏

    1993年 ~ 1993年

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    高分子の性質はその単量体の性質でほぼ決定され、さらにゲルはゲル網目を構成している高分子の性質に依存するとされている。本研究では,現在までにゲル相転移が確認されているが水溶液中であることに着目し、水分子の相互作用という観点から低分子から高分子・ヒドロゲル系の相平衡推算モデルを開発することを目的として、まず水分子の相互作用を反映できる状態方程式について、低分子および高分子系それぞれについて検討した。 低分子系については、Jorgensenらのグループ寄与状態式(以下GC-EOS)の適用性について検討した。GC-EOSは、分子の大きさを考慮した自由体積項およびグループ間の相互作用に基づく引力項より成る。さらに、グループの連結性を考慮するために、新たに有効表面積の概念を導入した。推算を行ったところ、従来から推算が困難とされているCO_2-水-エタノール系を含めて3成分系の推算精度は良好であった。CO_2-エタノーループルパノール-水4成分系については気液共存組成の推算誤差はやや大きいもののタイラインの傾きに関しては良好で実験値の傾向を表わすことができた。 次に高分子系については、Prangeの格子モデルについて検討した。ゲルの膨潤圧データからパラメータを決定し、膨潤平衡推算を試みた。膨潤域での推算精度は十分とは言えないが、架橋度による転移幅の違いを弾性項のみで表現することができた。転移温度の推算値は実験値と異なったが、これは本式の高分子溶液の液液平衡に対する適用性がゲルの転移点の推算結果にも現れたものと考えられる。これらのことから本式は弾性項よりは混合項に検討すべき点があると結論できる。

  36. 高分子電解質のゾル・ゲル転移機構

    今野 幹男, 工藤 伸一, 猪股 宏

    1993年 ~ 1993年

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    高分子のゾル・ゲル転移機構についてはその重要性から古くから研究が行われてきたが、溶液中での高分子の存在形態は複雑で、長い間十分な解析が行われずにいた。ところが最近になってこのゾル・ゲル転移現象を一種の臨界現象と見なす考え方が提案され、再び勢力的な研究が行われ始めている。ゾル・ゲル転移を臨界現象と見なせるとすれば、物性の変化にはスケーリング則が適用し得る筈であり、ゲル化の過程が統一的な規則で表せる可能性がある。従来このスケーリング則の適用性は非電解質の高分子を中心に適用性が検討されてきたが、電解質高分子についてその適用性を検討するのが本研究の目的である。本研究としては、電解質高分子として多価イオンの添加により高いゲル化能を示す電解質多糖を用いた。またこの高分子に比して屈曲性に富んだ分子構造の高分子電解質についても実験を行う予定である。高分子多糖を用いて実験では、ゾル・ゲル転移に伴う粘性率と弾性率の測定を行い、電解質添加による反応率と高分子濃度の関係を調べた。その結果反応率一定で高分子濃度を変えた場合ならびに高分子濃度一定で反応率を変えた場合において、粘性率指数は0.8〜1.2であり、一方弾性率指数は1.6〜2.0の値を取り、それぞれの場合に同一の値を取ることがわかった。またこれらの値は中性高分子についての既往の値と類似の値を取ることがわかった。ところが、臨界反応率の濃度依存性を調べたところ、その指数の大きさは中性高分子の値に比して約半分程度と小さい値を示すことがわかった。この電解質多糖の特徴については、高分子の剛直性を考慮したモデルを提案し、説明することに成功した。また本モデルにより、電解質多糖の高いゲル化能が分子内架橋を形成しない、効率的な分子間架橋を形成することに基づくことを示唆することができた。

  37. 分光学的手法に基づく超臨界流体中のクラスター構造の解明

    斎藤 正三郎, 猪股 宏, 大澤 雅俊, 今野 幹男

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

    研究機関:Tohoku University

    1991年 ~ 1992年

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    本研究は、溶質分子のスペクトルの溶媒環境(溶媒種、温度、圧力など)への依存性から、超臨界流体中での溶媒和構造と分子間相互作用に関する知見を得ることを目的とした。 超臨界CO_2中でのナフタレンの吸収スペクトルの吸光度を,溶媒密度毎に溶液濃度に対してプロットしたところ,Beer-Lambert則が適用可能と考えられた。Beer-Lambert則から算出した各密度でのモル吸光係数βには密度依存性がみられ,しかもβは密度(或はKirkwoodの誘電体関数)にほぼ比例して増大することが判明した。これは,密度変化に伴いCO_2が単一溶媒ながら密度に応じた溶媒環境を発現することを反映しているものと考えられた。また,最大吸収波数にも密度依存性が確認された。これらは,強い溶媒一溶質間相互作用を示唆するものと考えられる。 一方、超臨界CO_2中での安息香酸のスペクトルには、1750cm^<-1>付近に安息香酸単量体のカルボニル基(>C=0)の吸収が、1705cm^<-1>付近に水素結合による二量体の吸収が観測された。それぞれの吸光度データからモル濃度基準の平衡定数Kcを算出したところ、平衡定数は、圧力の増大とともに減少した。この結果は、溶質同士の二量化機構すなわち密度増加による溶媒和強化と脱溶媒による反応体積増加による結果と考察された。 蛍光分光法では、超臨界CO_2中においてピレンは10^<-4>Mという希薄濃度においてもエキシマー発光が観測され,会合体が形成されることがわかった。また,エキシマー割合は密度増大とともに低下することが判明した。 MDシミュレーションでは、LJ流体をモデル分子として計算を行い、分子間相互作用によりクラスターのサイズにはαが安定性にはβが大きく変化することが判明した。 超臨界流体の溶媒和構造の一層の理解には分子動力学などの知見も踏まえながら、溶質の官能基を少しずつ変えた場合の流体との相互作用を分光にて調べるなどの実験的考察が必要になるものと思われる。本研究では超臨界流体としてCO_2に限って研究を行ったが、種々の流体での検討は重要と考えられる。

  38. 超臨界流体中の溶液構造 競争的資金

    1991年4月 ~

  39. 電解質多糖におけるゾル-ゲル転移機構

    今野 幹男, 猪股 宏

    1991年 ~ 1991年

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    高分子のゾル-ゲル転移は、その際のレオロジ-特性の大きな変化を利用し、多くの化学製品に利用されている。近年ではこの転移を2次相転移現象と捉え、転移の際の巨視的物性の変化を普遍的に記述しようとする動きがある。スケ-リング則はその一つ手段として、適用性が検討されてきたが、電解質高分子系に対する適用例は僅少である。本研究では電解質高分子として電解質多糖類に注目し、種々の金属塩を添加した際のゾル-ゲル転移についてスケ-リング則適用性を検討し、さらに錯体構造とレオロジ-特性の関連性についても言及した。電解質多糖としてはグルロン酸Naとマンヌロン酸Naの共重合体であるアルギン酸Na及びガラクツロン酸Naの重合体であるペクチン酸Na、金属塩としてはCa^<2+>、Cu^<2+>、Co^<2+>等の塩化物を用いた。はじめにこれらの金属塩を添加した際の粘度の変化を調べた。アルギン酸Naに対してはCuCa、Coの順にゲルを化し、一方ペクチン酸Naに対してはCa、CuCoの順にゲル化する結果となり、ゲル化能の序列に相違が認められた。そこで^<13>CーNMRにより金属イオンの結合部位を調べたところ、Caはグルロン酸及びガラクツロン酸に選択的に配位し、Cuは糖鎖に選択性のないカルボキシル基への配位が明らかになった。従って、この微視的な錯体構造を考慮するによって、ゲル化能の相違が説明されることがわかった。またゲル化点近傍における粘度の変化に対してスケ-リング則の適用を試みたところ、その適用性が認められ、臨界指数はいずれも1.0±0.3程度の値が得られた。そこでゲル化の機構の異なる他の系に対する粘度の臨界指数の報告例と比較したところ、同程度の値となることが見いだされた。さらにゾル-ゲル転移におけるもう1つの巨視的物性である弾性率指数に対しても比較を行ったところ、同様な結果が得られ、臨界指数は普遍的な値を有することが示唆された。

  40. アルコキシド法による単分散無機微粒子製造法の開発

    斎藤 正三郎, 片桐 英一, 猪股 宏, 今野 幹男

    1990年 ~ 1991年

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    テトラアルコキシシランの溶液重合により得られる単分散性シリカ粒子は、高機能性セラミックス材料の前駆体として様々な応用が期待されている。そのためには生成するシリカ粒子の粒径分布を十分に把握する必要があり、近年、粒子生成機構に関して精力的な研究が行われている。その結果、シリカ粒子生成は粒子核生成及び粒子成長過程よりなることが定説となっているが、多くは定性的な報告に留まっている。特に粒子成長過程に対しては、反応律速及び拡散律速説が提案されており、その結論は得られていないのが現状である。 本研究では、このような現状を踏まえ、生成粒子の粒径制御法を確立することを目的として、テトラエトキシシラン(TEOS)溶液から生成する粒子の成長機構に対して定量的な検討を行った。実験では、まずはじめにモノマ-濃度と生成粒子の粒径分布の関係を調べ、粒子成長過程において粒子凝集が生じない粒径分布の狭い単分散粒子が生成する濃度領域を求めた。次にこの濃度領域内で予め調製した粒径の異なる2種類の単分散シリカ粒子を含むゾルにTEOSを添加し、それぞれの粒径の経時変化を調べた。その結果、粒径の増分は互いに等しいことがわかった。そこで粒子成長速度の粒径依存性について解析したところ、粒子成長速度は粒子半径の概ね2.0乗に比例することがことが判明し、粒子成長速度は粒子表面積に依存する反応律速の可能性が示唆された。以上から本測定を様々な条件下で行い、デ-タの蓄積を行った後、ポピュレ-ションバランス法を適用すれば、粒子成長機構の定量化が可能なものと思われる。

  41. 相転移を利用したスイッチ機能性ハイドロゲルの分子設計に関する研究

    斎藤 正三郎, 猪股 宏, 大沢 雅俊

    1990年 ~ 1990年

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    水溶性高分子を架橋したハイドロゲルの体積相転移は温度、溶媒組成、イオン強度等のゲルの周りの様々な環境の変化により引き起こされ、これにより種々の物性が不連続的に大幅に変化する。このためスイッチ機能性材料として様々な応用が期待されているが、そのためには相転移のパタ-ンとその速度並びにゲル内での物質移動速度の解明が不可欠である。そこで本研究では、ゲルの相転移に関する平衡及び速度論に関するこれらの基本的問題を分子設計の見地から明確にすることを試みた。 非イオン性のNーイソプロピルアクリルアミド(NIPA)ゲルを用いて種々の有機溶媒中で膨潤平衡を測定した。膨潤体積は溶媒種に大きく依存し、溶解度パラメ-タを用いてある程度相関されることが判明した。また、NIPAゲルのN置換基をnープロピル基(NNPA)およびシクロプロピル基(NCPA)に換えたゲルの膨潤平衡を測定したところ、NNPA→NIPA→NCPAとN置換基の広がりの減少とともに転移温度が上昇し、NCPAでは連続的な変化となった。また、NIPAとNNPAゲルについて準弾性光散乱により相転移の動的過程を測定し、見かけの拡散系数はNNPAがNIPAより大きな値を示した。これらの結果は、疎水性置換基の広がりの減少とともに、疎水性相互作用の駆動力が小さくなることに起因すると考えられる。 次に、荷電ゲルを対象として荷電基濃度の高い数種のゲルを合成し、外部溶液のイオン強度と膨潤平衡の関係を検討した。疎水性の大きなスチレン系のゲルでは外部溶液のイオン強度の増加に伴う荷電基の解離性の減少により不連続な収縮がみられたが、親水性のアクリルアミド系ゲルではその収縮は連続的であった。これは、疎水性会合による凝集力と荷電基間の静電反発力のバランスが荷電基の解離状態により変化することに起因するためと推定された。

  42. 超臨界流体のポリマー溶液中への溶解度の測定

    猪股 宏

    1988年 ~ 1988年

  43. スイッチ機能性を有するハイドロゲル膜の透過特性について

    斎藤 正三郎, 猪股 宏, 今野 幹男

    1988年 ~ 1988年

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    水溶性高分子を架橋することによって得られるヒドロゲルは、溶液中において温度や溶媒組成を変化させることにより、その体積が100倍〜1000倍変化す、いわゆる相転移現象を発現する。この特性の応用法としては種々のものが考えられるが、その一つとして、スイッチ機能を有する分離膜がある。本研究では、ゲルの機械的強度に劣る点を無機多孔体との化学結合による複合化法を用いて克服し、その透過特性を検討した。実験に用いたゲルは、溶媒組成によって相転移を起こすアクリルアミド/アクリル酸共重合体ゲルと、温度変化によって相転移を起こすN-イソプロピルアクリルアミドゲルの2種類である。無機多孔体としては多孔質ガラスを用いた。まず、2種類の複合膜について、相転移前後の溶液透過特性を調べ、塊状ゲルの膨潤実験と比較した。その結果、両者とも塊状ゲルが収縮状態にある条件における透過係数が、膨潤状態にある証券の場合に比較して、100倍以上大きくなることがわかった。また、担体の細孔径は透過特性の変化に影響せず、透過特性を支配するものはゲルの性質であることがわかった。さらに、相転移前後の分画分子量の変化を調べたところ、透過係数が大きい条件では分画分子量が大きく、透過係数が小さい条件の50〜100倍であった。また、透過液と供給液の溶媒組成には変化がなく、透過係数は圧力の一次に比例した。以上のことから、ゲル膜の透過機構は、細孔理論によって取り扱えることが示唆された。細孔理論に基づく理論計算の結果、分画曲線の推算結果は、実験結果と良好に一致した。続いて、より詳細に透過機構を検討するために、ゲル膜中のトリチウムの拡散実験をおこなった。その結果、実験結果を細孔理論に基づいて解析すると、ゲル膜の存在する細孔は、ゲルが膨潤状態から収縮状態に転移すると、細孔半径が約5倍になると共に、細孔数は逆に1/50〜1/100程度に少なくなることがわかった。

  44. ヒドロゲルの相転移挙動に関する研究

    斉藤 正三郎, 猪股 宏, 今野 幹夫

    1987年 ~ 1987年

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    水溶性高分子を架橋することによって得られるヒドロゲルは, 外部条件の微小な変化によってその体積が大きく変化する. この体積相転移現象を利用すれば, ゲルをアクチュエイターやセンサー等へ応用することが可能である. 本研究ではゲルの体積相転移現象を支配する因子を明確にし, ゲルの分子設計論を確立することを目的とした. 現在までに体積相転移が報告されているのは, 全てが水を含む相互作用が強い系である. このことより, 本研究では, ゲルの相転移現象を支配する因子は高分子-水間, あるいは溶媒分子同士の水素結合であると推論し, 以下のような実験を行った. 実験に用いたのはアクリルアミド/アクリル酸共重合体ゲルである. まずはじめに, 従来からこの系について報告されているアセトン水溶液の他に, メタノール, エタノール, イソプロパノールの各水溶液に対する相転移挙動を観察した. その結果, 溶媒により相転移点が異なり, さらに転移点とアルコールの水素結合性には明かな相関がみられた. これは, 溶媒である水とアルコール間の相互作用がアルコールあるいは水と高分子の相互作用に比較して大きく, そのため溶媒全体として水素結合能力が変化し, ゲル中の高分子鎖間に一般に疎水性相互作用と呼ばれる効果が発現したためと思われる. この考えに従うと, 溶媒-高分子間の相互作用より溶媒分子間の相互作用が強い溶媒を用いた時には, 疎水性相互作用と類似の疎液性相互作用と呼ばれる現象が起こるはずである. そこで次に, 水と非常に強い相互作用をするDMSOを加えてゲルの挙動を観察した. その結果, 疎液性相互作用と思われる現象を確認できた. 以上よりゲルの相移転を支配する最も大きな因子は, 系内に存在する水素結合であると結論した. また, ゲルの電気化学ポテンシャルを調べる前段階としてゲル中の非イオン性物質の透過現象を観察したが, ゲル中への特別な取り込み現象は観察されなかった.

  45. 超臨界流体の高圧相平衡 競争的資金

    1981年6月 ~

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担当経験のある科目(授業) 5

  1. 分離工学 東北大学

  2. 統計熱力学 東北大学

  3. 移動現象論 東北大学

  4. 化学工学基礎 東北大学

  5. 基礎物理化学 東北大学

Works(作品等) 2

  1. 東北大学工学部百年史 -未来への挑戦-

    工学部百年史編纂委員会

    2020年3月 ~

    作品分類: その他

  2. 環境科学研究科の玄関ホール題字「環境科学」

    猪股宏

    作品分類: その他

社会貢献活動 7

  1. 環境甲子園(高校生の環境関係の研究発表)

    2005年5月15日 ~ 継続中

  2. 仙台第一高等学校での特別講演(一高祭)

    2018年9月1日 ~ 2018年9月1日

  3. エコプロダクツ東北

    2009年10月1日 ~ 2012年10月31日

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    環境・エコに関連した技術,製品,活動などを紹介する東北で唯一の展示会に,自分たちのグループの活動を紹介

  4. 科学者の卵

    2010年12月11日 ~ 2010年12月19日

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    「科学者の卵」のテーマ担当 「超臨界流体のふしぎな特徴とその応用技術」を実践 高校生は4名でした

  5. 気仙沼高校での模擬オープンキャンパス

    2010年7月22日 ~ 2010年7月23日

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    超臨界流体に関係した教員・学生が終結し,そこで学生の研究発表,教員による大学紹介と研究紹介を行った

  6. 本荘高校での出前授業

    2009年7月7日 ~ 2009年7月8日

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    「大学の先生を囲む会」という行事の中での出前講義を,午前と午後の2回実施した。

  7. サイエンスカフェ 「超臨界で地球をクリーニング」

    2008年8月22日 ~ 2008年8月22日

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学術貢献活動 4

  1. 化学工学会第44回秋季大会

    2012年9月19日 ~ 2012年9月21日

    学術貢献活動種別: 大会・シンポジウム等

  2. 成形加工シンポジア’05

    2005年11月24日 ~ 2005年11月25日

    学術貢献活動種別: 学会・研究会等

  3. International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS03)

    2003年5月27日 ~ 2003年5月30日

    学術貢献活動種別: 大会・シンポジウム等

  4. 4th International Symposium on Sypercritical Fluids(ISSF97)

    1997年5月11日 ~ 1997年5月14日

その他 2

  1. 東北大学100年史

  2. 超臨界CO<SUB>2</SUB>洗浄

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    超臨界CO2を洗浄溶媒として用いた精密機器洗浄システムの開発と装置化