北見工業大学化学システム工学科環境化学講座炭素変換工学研究室

北見工業大学
化学システム工学科
環境化学講座炭素変換工学研究室

Laboratory of Carbon Conversion Technology, Department of Applied and Environmental Chemistry, KITAMI INSTITUTE OF TECHNOLOGY

［沿革・概要］　当研究室は昭和51年開設の環境工学科環境制御工学講座が前身であり、平成5年の学科改組と大講座制への移行に伴い現在の名称へと改めた。炭素変換工学は新しい造語であるため一般には認知されていない学問・研究分野であるが、その命名は炭素資源を有用な物質へ変換するための工学技術を一貫して取り扱うことに由来する。前身講座時代の石炭のガス化と木質系バイオマスの熱化学的流体エネルギー化を研究の両輪としているが、名称変更以降は対象炭素源を古タイヤ、廃セルロース製品、リグニン等へ拡げ、廃棄物の再資源化や機能性炭素材料の開発にも着手している。また、最近では本学が推進する産業クラスター構想の下で、地場の林産資源の有効活用を図るべくカラマツ間伐材からの活性炭の連続生産プロセスの開発にも取り組んでいる。	（化学システム工学科棟）
［スタッフ、学生］　スタッフは鈴木　勉教授、山田哲夫助教授、船木　稔助手、橋本晴美技官の4名で、本年（平成11年）度の学生在籍数は大学院博士前期課程が5（内中国人留学生1）、研究生が1、学部4年生が11の計17名である。博士後期課程は4年前に設置されたが、在籍者はまだいない。	研究室スタッフ（右から鈴木教授、山田助教授、船木助手、橋本技官）
［研究内容］　対象とする炭素原料で大別すると、以下の3つとなる。 ①木質（おが屑、樹皮）、リグニン木質原料に鉄系触媒を添加して熱分解を行い、得られた炭化物を高発熱量ガス（メタン）へ転換するための水素ガス化技術の開発と機能性材料として応用するための金属・木炭複合体の性状調査を行っている。また、熱分解時に副生する木タールの高度利用法を検討している。今年度からリグニン（リグノフェノール類）を原料とする機能性炭素材料の創製を開始した。カラマツ活性炭の製造では、連続運転装置を使用して炭化ー水蒸気賦活条件の組み合わせによる収率、表面積、吸着性能等の変化を調べている。 ②石　炭石炭とその熱分解残渣（チャー）のCO2ガス化を行い、アルカリ土類金属の触媒作用機構を調べている。また、各国の石炭を対象とした多炭種対応高効率ガス化プロセスの実現を目指して石炭の物理的化学的性状、灰分の挙動とガス化条件、ガス化速度の関連等を広く詳細に調査している。バイオブリケット（石炭/木材の混合物）の水蒸気ガス化における木材の添加効果等も検討している。 ③ 廃タイヤ、廃セルロース製品、農産廃棄物ゼロエミッションという立場から、廃タイヤ、廃セルロース製品（クラッチ板残渣）の無触媒及び触媒存在下の熱分解を行い、生成する気体、液体成分をケミカルスとして回収、残渣固体の炭素材として利用を検討している。なお、農産廃棄物（籾殻等）は1)の木タールの利用法研究で使用している。
［最近の研究成果］　過去3年間の発表論文は以下の通りである。 ①T. Suzuki, M. Funaki, and others: Preparation of Strongly Acidic Cation Exchange Resins from Wood Pyrolysis Tar Blended with Phenol, Mokuzai Gakkaishi, 43, 96-101 (1997). ②T. Suzuki, M. Funaki, and others: Recovery of Wood Preservatives from Wood Pyrolysis Tar by Solvent Extraction, Holtzforshung, 51, 214-218 (1997). ③T. Suzuki, M. Funaki, T. Yamada, and others: Influence of calcium on the catalytic behavior of nickel in low temperature hydrogasification of wood char, Fuel, 77, 763-767 (1998). ④T. Suzuki, M. Funaki, T. Yamada, and others: Hydrogasification of wood for high heating-value gas production X.-Effect of pretreatment of Japanese oak bark by HNO3 oxidation on subsequent iron-catalyzed hydrogasification, J. Wood Sci., 45, 76-83 (1999).
［主要な研究装置、分析機器類］　比較的大型の装置として高圧熱天秤、常圧熱天秤、高圧気体流通系反応装置、ホットプレス、活性炭製造用連続炭化炉等を設置している。分析機器としてはGC-MS、元素分析計、GPC、ガスクロ等を所有している。その他NMR、X線回折、XPS、レーザーラマン分光装置、FI-IRを学内で共同利用している。
	左写真：ホットプレス（木タール接着剤を用いるパーティクルボードの作成に使用）右写真：高圧気体流通系反応装置（石炭の高圧ガス化用）
［共同研究等］　カラマツ活性炭の連続生産プロセスの開発は本地域の産学官共同研究であり、本研究には当研究室の全スタッフが参加している。リグニンからの機能性炭素材料の開発と石炭の無触媒高効率ガス化では、複数の大学、公立研究機関等で組織されたプロジェクトチームにそれぞれ鈴木、山田が個人として参加している。
［連絡先］〒090-8507　北見市公園町165番地　北見工業大学化学システム工学科鈴木　勉　Tel. 0157-26-9401, Fax. 0157-24-7719, E-mail: suzukitt/chem@king.cc.kitami-it.ac.jp