平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 東北大学
 
2.委員会名 石炭利用技術第148委員会
 
3.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
4.研究プロジェクト番号 96R14801
 
5.研究プロジェクト名 石炭分子工学の確立:超分子構造の解明とその制御に基づく革新的利用技術の開発

6.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
飯野 雅 イイノ マサシ 反応化学研究所 教授

7.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
富田 彰 トミタ アキラ 東北大学・反応化学研究所 教授
野村 正勝 ノムラ マサカツ 大阪大学・大学院工学研究科 教授
林 潤一郎 ハヤシ ジュンイチロウ 北海道大学・エネルギー先端工学研究センター 助教授

8.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
三浦 孝一 ミウラ コウイチ 京都大学・大学院工学研究科 教授
相田 哲夫 アイダ テツオ 近畿大学・九州工学部化学科 教授
石原 篤 イシハラ アツシ 東京農工大学・工学部 助教授

9.研究成果の概要

I.固体13C-NMR分析とルテニウム触媒酸化から石炭の炭素構造分布を評価する手法を確立した。また、酸素官能基の信頼性のある定量法を開発した。
II.(1)石炭中の水素結合の強度分布および芳香環の積層構造を定量的に示すことに世界で初めて成功した。(2)石炭中の水の存在形態、石炭官能基との水素交換挙動を明らかにした。(3)石炭抽出率に及ぼす添加物の効果とコンピュータシミュレーションから石炭の会合・凝集挙動を明らかにした。(4)非共有結合および共有結合架橋構造解析を溶媒膨潤、NMR緩和時間、選択的酸化反応から行った。(5)超分子構造を特徴づけるパラメーターを設定した。
III.石炭の熱および溶媒処理による超分子構造変化を上記の超分子構造パラメーターから検討した。
IV.熱分解に及ぼす石炭芳香環の水素化の影響および水素化分解に及ぼす水の添加効果を明らかにした。また、石炭の分解に有効な酵素および微生物を見いだした。
V.石炭抽出物の有機溶媒濃厚溶液においてゲルの形成が認められた。その動的粘弾性挙動から、ゲルは会合相互作用によるトランジェントなネットワークを形成していることが示された。

10.キーワード

(1)石炭、(2)超分子構造、(3)高次構造
(4)会合相互作用、(5)架橋構造、(6)熱処理
(7)溶媒処理、(8)石炭変換反応、(9)石炭−溶媒ゲル

11.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
T. Takanohashi Study on Coal Gels Formed by Coal - Solvent Interactions
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 12 1998 470-476

著者名 論文標題
K. Shimizu Sorption Behaviors of Various Organic Vapors to Argonne Premium Coal Samples
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 12 1998 891-896

著者名 論文標題
T. Takanohashi Simulation of Interaction of Coal Associates with Solvents Using the Molecular Dynamics Calculation
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 12 1998 1168-1173

著者名 論文標題
M. Nomura Strucural Evaluation of Zao Zhuang Coal
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 12 1998 512-523

著者名 論文標題
Y. Iwai Drying of Coals by Using Supercritical Carbon Dioxide
雑誌名 発行年 ページ
Ind. Eng. Chem. Res. 37 1998 2893-2896

著者名 論文標題
J. -i. Hayashi Evaluation of Macromolecular Structure of a Brown Coal by Means of Oxidative Degradation in Aqueous Phase
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 69-76

著者名 論文標題
T. Takanohashi Irreversible Structural Changes in Coals during Heating
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 506-512

著者名 論文標題
H. Gao Statistical Distribution Characteristics of Pyridine Transport in Coal Particles and a Series of New Phenomenological Models for Overshoot and Nonovershoot Solvent Swelling of Coal Particles
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 518-528

著者名 論文標題
J. -i. Hayashi Effect of Sorbed Water on Conversion of Coal by Rapid Pyrolysis
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 611-616

著者名 論文標題
T. Takanohashi Computer Simulation of Methanol Swelling of Coal Molecules
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 922-926

著者名 論文標題
K. Norinaga Evaluation of Effect of Predrying on the Porous Structure of Water-Swollen Coal Based on the Freezing Property of Pore Condensed Water
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 1058-1066

著者名 論文標題
C. Chen Observation of the Interaction of TCNQ with Coal Aromatics by UV-Visible Spectroscopy
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 1105-1106

著者名 論文標題
J. -i. Hayashi Quantitative Description of Oxidative Degradation of Brown Coal in Aqueous Phase on the Basis of Bethe Lattice Statistics
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 1230-1238

著者名 論文標題
K. Norinaga Microheterogeneity of Solvent-Swollen Coal Probed by Proton Spin Diffusion
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 1239-1245

著者名 論文標題
A. Sharma A New Quantitative Approach for Microstructural Analysis of Coal Char Using HRTEM Images
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 79 1999 1203-1212

著者名 論文標題
H. Takagi Effects of Solvents on the Hydrogenation of Mono-Aromatic Compounds Using Noble-Metal Catalysts
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 13 1999 1191-1196

著者名 論文標題
貴傳名 甲 石炭の固体NMR測定による芳香族クラスター平均サイズの推定
雑誌名 発行年 ページ
日本エネルギー学会誌 78 1999 869-876

著者名 論文標題
T. Takanohashi Computer Simulation of Solvent Swelling of Coal Molecules: Effect of Different Solvents
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels,, (2000) 14 2000 393-399

著者名 論文標題
K. Norinaga Mobilization of the Hydroxyls in a Brown Coal with Solvent-Induced Swelling Evaluated by Pulsed 1H-NMR
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 503-508

著者名 論文標題
A. Sharma Direct Observation of Layered Structure of Coals Using a Transmission Electron Microscope
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 515-516

著者名 論文標題
T. Kabe Elucidation of Hydrogen Mobility in Coal Using a Tritium Tracer Method. Hydrogen Exchange Reaction of Coal with Tritiated Gaseous Hydrogen
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 79 2000 311-316

著者名 論文標題
T. Takanohashi Sorption Behaviors of Methanol Vapor by Coal Extracts and Residues
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 79 2000 349-353

著者名 論文標題
T. Takanohashi Effect of Lighter Constituents on the Solubility of Heavy Constituent of Coals
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 79 2000 955-960

著者名 論文標題
E. S. Giray Increase of the Extraction Yields of Coals by the Addition of Aromatic Amines
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 79 2000 1533-1538

著者名 論文標題
S. Murata Analysis of Oxygen-Functional Groups in Brown Coals
雑誌名 発行年 ページ
Fuel Process. Technol. 67 2000 231-243

著者名 論文標題
K. Kidena Examination of the Measurement Conditions for 1H-CRAMPS NMR of Coal
雑誌名 発行年 ページ
American Laboratory News 32 2000 24-25

著者名 論文標題
A. Sharma Direct Observation of Raw Coals in Lattice Fringe Mode Using High-Resolution Transmission Electron Microscopy
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 1219-1225

著者名 論文標題
T. Takanohashi Effect of Lighter Constituents on the Solubility of Heavy Constituent of Coals
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 79 2000 955-960

著者名 論文標題
T. Takanohashi An Inverse Liquid Chromatography Study of the Interaction of Organic Compounds with Argonne Premium Coals
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 720-726

著者名 論文標題
T. Takanohashi Adsorption and Diffusion of Alcohol Vapors for Argonne Premium Coals
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 915-919

著者名 論文標題
I. Mochida Catalysts for Coal Conversions of the Next Generation
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 79 2000 221-228

著者名 論文標題
A. Ishihara Hydrogen Exchange Reaction of Coal with Tritiated Gaseous Hydrogen and Water. Effects of Particle Size of Coal on Hydrogen Exchange
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 706-711

著者名 論文標題
H. Takagi Relationship Between Pyrolysis Reactivity and Aromatic Structure of Coal
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 646-653

著者名 論文標題
K. Norinaga On the Association Model for Treating Hydrogen Bonding Interaction of a Solvent-Swollen Coal
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 762-764

著者名 論文標題
K. Norinaga Viscoelastic Properties of Concentrated Solution of Coal with N-Methy1-2-Pyrrolidinone
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 1121-1122

著者名 論文標題
K. Norinaga Characterization of Micro-Domain Structure of Solvent-Swollen Coal by Proton Spin Diffusion and Small Angle Neutron Scattering
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 14 2000 1245-1251

著者名 論文標題
K. Takahashi Effect of Addition of Various Salts on Coal Extraction with Carbon Disulfide/N-Methy1-2-pyrrolidinone Mixed Solvent
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 15 2001 141-146

著者名 論文標題
H. Shui Effect of Tetrabutylammonium Acetate Addition on the Aggregation of Coal Molecules at Solution and Solid States
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels 15 2001 487-491

著者名 論文標題
K. Sakanishi Effects of Organic Acid Pretreatment on the Structure and Pyrolysis Reactivity of Coals
雑誌名 発行年 ページ
Fuel 80 2001 273-281

著者名 論文標題
J. -i. Hayashi Estimation of Size and Shape of Pores in Moist Coal Utilizing Sorbed Water as a Molecular Probe
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels   2001 in press

著者名 論文標題
V. J. Wargadalam Hydrodynamic Properties of Coal Extracts in Pyridine
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels   2001 in press

著者名 論文標題
H. Kawashima Construction of Model Structures of Upper Freeport Coal Extracts Using 13C NMR Chemical Shift Calculations
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels   2001 in press

著者名 論文標題
K. Miura Extraction of Coal below 350 ℃ in Flowing Non-polar Solvent
雑誌名 発行年 ページ
Fuel   2001 in press

著者名 論文標題
K. Miura Estimation of Hydrogen Bond Distribution in Coal through the Analysis of OH Stretching Bands in Diffuse Reflectance Infrared Spectrum measured by In Situ Technique
雑誌名 発行年 ページ
Energy Fuels   2001 in press

[図書]
著者名 出版者
M. Iino "Structures and Dynamics of Asphaltenes", Chapter 6 Molecular and Colloidal Structure of Coal Asphaltenes and Other Heavy Solvent Soluble Components
書名 発行年 総ページ数
Plenum Press, New York 1998 Chapter 6,24


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