JP2013006142A - 植物系材料の加水分解用触媒及び糖類の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】植物系材料の加水分解反応に用いられる触媒であって、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、ゼオライト、酸化シリコンおよび酸化チタンからなる群より選択される1種または2種以上を含む固体酸化物担体に硫酸根またはリン酸根が担持されている。
【選択図】 なし
Description
実施例の触媒に用いられる担体は、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、ゼオライト、酸化シリコンおよび酸化チタンからなる群より選択される1種または2種以上の固体酸化物から構成される。これらの固体酸化物担体に硫酸根またはリン酸根を担持させることにより実施例の触媒A1,B1,C1,D1,E1,A2,B2,C2,D2,E2がそれぞれ調製される。
上述のように調製した試料について、図1または図2に示す加水分解反応装置を用いてそれぞれ評価した。先ず評価に用いた加水分解反応装置を説明する。
但し、W1は反応前の試料の重量、W2は反応後の試料の重量をそれぞれ示す。
硝酸ジルコニル水和物をエタノール中に分散させ、完全に溶解するまで撹拌した。その後、硝酸ジルコニル/エタノール溶媒に硝酸ジルコニルに対して6倍のモル量となるように水をゆっくりと加え、撹拌させた。15分間撹拌した後、0.05 mol/Lの硫酸水溶液をゆっくりと少量加え、80 ℃で撹拌させた。その後、溶媒がゲル化し、湿潤ゲルが得られたら50 ℃の乾燥機内で完全に固化するまで静置し、調製した。
酸化アルミニウム担体、ナトリウム-Y型ゼオライト担体、および酸化シリコン担体は和光純薬(株)製の試料をそれぞれ用いた。入手したこれらの担体試料に硫酸根またはリン酸根をそれぞれ担持させ、酸化アルミニウム担体に硫酸根を担持させた実施例2の触媒B1、ナトリウム-Y型ゼオライト担体に硫酸根を担持させた実施例3の触媒C1、酸化シリコン担体に硫酸根を担持させた実施例4の触媒D1、酸化アルミニウム担体にリン酸根を担持させた実施例7の触媒B2、ナトリウム-Y型ゼオライト担体にリン酸根を担持させた実施例8の触媒C2、酸化シリコン担体に硫酸根を担持させた実施例9の触媒D2をそれぞれ作製した。
酸化チタン担体は石原産業(株)製の試料を用いた。入手した担体試料に硫酸根またはリン酸根をそれぞれ担持させ、酸化チタン担体に硫酸根を担持させた実施例5の触媒E1、酸化チタン担体にリン酸根を担持させた実施例10の触媒E2をそれぞれ作製した。
比較例では、上記の固体酸化物に代えて、日本エンバイロケミカル製の活性炭を担体に用いた。この活性炭担体に上記と同様にして硫酸根またはリン酸根を担持させ、比較例の触媒試料を調製した。すなわち、活性炭担体に硫酸根を担持させた比較例1の触媒F1と、同様の活性炭担体にリン酸根を担持させた比較例2の触媒F2とをそれぞれ作製した。
4…反応溶液(純水または有機溶媒)、
5…固体混合物(植物系材料と触媒の混合物)、
6…磁気撹拌子、7…オイルバス、8…温度計、9…小型リアクタ、
10…反応器(リアクタ)、11…撹拌羽根、
16…触媒、17…植物系材料(セルロースなど)、
18…反応溶液。
Claims (7)
- 植物系材料の加水分解反応に用いられる触媒であって、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、ゼオライト、酸化シリコンおよび酸化チタンからなる群より選択される1種または2種以上を含む固体酸化物担体に硫酸根またはリン酸根が担持されていることを特徴とする植物系材料の加水分解用触媒。
- 前記植物系材料がセルロース、ヘミセルロース、またはリグニンを含むことを特徴とする請求項1記載の触媒。
- 前記植物系材料の加水分解反応後において、前記硫酸根またはリン酸根からなる酸量の減少率が20%以下であることを特徴とする請求項1記載の触媒。
- 前記植物系材料の加水分解反応を150℃以下の温度で進行させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の触媒。
- (a)酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、ゼオライト、酸化シリコンおよび酸化チタンからなる群より選択される1種または2種以上を含む固体酸化物担体に硫酸根またはリン酸根が担持された触媒を準備するとともに、植物系材料を準備し、
(b)前記植物系材料と前記触媒をそれぞれ反応溶液中に添加し、前記反応溶液を撹拌して前記植物系材料と前記触媒を混合するとともに、前記担持された硫酸根またはリン酸根の存在により表面が固体酸性を示し、これにより反応物にプロトンを供与し、
(c)前記反応溶液を加熱して、前記触媒の存在下で前記植物系材料を加水分解反応させ、糖類を得ることを特徴とする糖類の製造方法。 - 前記(c)工程における前記植物系材料の加水分解反応後の前記触媒は、前記硫酸根またはリン酸根からなる酸量の減少率が20%以下であることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記(c)工程において前記反応溶液を150℃以下の温度に加熱することを特徴とする請求項5または6記載の方法。
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