マイクロ波化学プロセス技術 =Microwave-assisted chemical process technology.2

シーエムシー出版/2013.1.

当館請求記号:PA322-L3

分類:技術動向


目次


目次

  • 【第1編】現状と展望
    • 第1章研究・技術開発の現状と将来展望和田雄二
      • 1はじめに1
      • 2文献・情報の動向1
      • 3本書の構成と各項目に対応する分野の進展と変化4
      • 4学会の状況5
      • 5将来展望7
    • 第2章最近のトピックス(周波数効果)堀越智
      • 1はじめに8
      • 2実験装置10
      • 3化学反応における周波数効果の特徴11
        • 3.1有機溶媒に対する周波数効果11
        • 3.2異なる周波数における溶媒の誘電因子12
      • 4周波数効果を利用したモデル有機合成14
        • 4.15.8GHzの有利な反応1:Diels-Alder反応14
        • 4.25.8GHzの有利な反応2:イオン液体の合成14
        • 4.35.8GHzの有利な反応3:ホットスポットの制御16
        • 4.4915MHzの有利な反応1:ジェミニ型界面活性剤の合成17
        • 4.5915MHzの有利な反応2:溶存酸素の脱気効果18
      • 5おわりに19
    • 第3章メタマテリアル(メタケミストリー)堀越智
      • 1メタマテリアル21
      • 2メタマテリアルの歴史的背景と原理21
      • 3透明マント(クローキング)24
      • 4メタケミストリー(Metachemistry)26
      • 5マイクロ波化学とメタマテリアル26
      • 6メタマテリアルの問題点28
      • 7おわりに28
    • 第4章実用化への道竹内和彦長畑律子
      • 1はじめに30
      • 2論文などの実験再現性がない?30
        • 2.1電子レンジを用いた場合30
        • 2.2マイクロ波合成装置31
      • 3本当に省エネ効果はあるのか?35
      • 4実用プラントヘスケールアップできるのか?実用化例が少なく不安?36
    • 第5章化学企業のマイクロ波化学の開発河野巧
      • 1はじめに42
      • 2マイクロ波のバルク化学品プロセスへの適用について43
        • 2.1乾燥プロセスの実用化事例43
        • 2.2吸脱着プロセスの開発事例45
        • 2.3固液反応プロセスの開発事例(バイオマスの液化)46
        • 2.4今後の展望について47
      • 3マイクロ波を用いた高付加価値材料の創製(ファインプロセスへの適用)について47
        • 3.1電子材料用のナノ粒子材料の創出47
        • 3.2今後の展望について48
      • 4まとめ48
  • 【第2編】理論・物性評価・装置
    • 第1章マイクロ波化学における特殊効果和田雄二
      • 1はじめに51
      • 2"マイクロ波特殊効果"51
      • 3確実に観測されるマイクロ波の熱的効果53
        • 3.1無機ナノ粒子合成における迅速加熱・内部加熱・均一加熱53
        • 3.2ナノ粒子系内均一発生の確認55
        • 3.3物質選択加熱によるマルチ元素ハイブリッドナノ粒子精密合成57
      • 4マイクロ波特殊効果としての"非平衡局所加熱現象"58
        • 4.1固体表面上の非平衡局所加熱58
      • 5非平衡局所加熱によるマイクロ波特殊効果59
        • 5.1固液反応で起こる化学反応促進効果59
        • 5.2気固反応で起こる化学反応促進効果60
      • 6電子移動反応に対する促進効果63
      • 7さらに提案されつつある"マイクロ波非熱的効果"64
    • 第2章電磁波理論によるマイクロ波と物質との相互作用―マイクロ波化学反応機構の構築への序章―佐藤啓和田雄二
      • 1はじめに66
      • 2電磁場の基礎理論と振動子モデル67
        • 2.1電磁波67
        • 2.2物質の分極P70
        • 2.3振動子モデル71
        • 2.4誘電体のエネルギー吸収73
        • 2.5物質の磁化73
        • 2.6強磁性体76
      • 3マイクロ波と化学反応76
        • 3.1平衡系から非平衡系へ76
      • 4マイクロ波と物質の内部構造との相互作用78
        • 4.1非熱効果の可能性78
      • 5おわりに78
      • 6補足説明78
    • 第3章マイクロ波による物質加熱の物理機構田中基彦
      • 1マイクロ波による加熱の背景81
      • 2磁性体のマイクロ波加熱の機構81
        • 2.1磁鉄鉱の加熱機構82
        • 2.2加熱の温度依存性83
        • 2.3加熱の周波数依存性84
        • 2.4静磁場への依存性84
      • 3金属粉体のマイクロ波加熱の機構84
        • 3.1最適加熱半径,実効媒質85
      • 4マイクロ波・遠赤外電磁波による水の加熱機構86
    • 第4章シミュレーション・可視化技術滝沢力
      • 1はじめに89
      • 2サーモグラフィー(thermography)90
        • 2.1サーモグラフィーとは90
        • 2.2サーモグラフィーによる観察例91
      • 3シミュレータによる可視化94
        • 3.1シミュレータとは94
        • 3.2シミュレータによる解析例95
      • 4感熱ゲル97
      • 5光電界センサー97
      • 6簡易空間可視化センサー98
      • 7まとめ100
    • 第5章誘電特性・透磁特性の測定二川佳央
      • 1はじめに101
      • 2各測定方法の概要102
        • 2.1平行金属板法102
        • 2.2線路法102
        • 2.3共振器法104
        • 2.4自由空間法106
      • 3誘電特性・透磁特性の動的測定106
        • 3.1動的測定方法の概要106
        • 3.2摂動法による測定107
      • 4結果111
      • 5まとめ113
    • 第6章マイクロ波帯での各種固体,粉体および液体の複素誘電率,透磁率測定福島英沖近藤勇太
      • 1はじめに114
      • 2測定方法114
      • 3測定結果116
        • 3.1固体の複素誘電率116
        • 3.2粉体の複素誘電率,透磁率118
        • 3.3液体の複素誘電率121
      • 4まとめ122
    • 第7章液相の誘電率測定・周波数効果佐野三郎
      • 1はじめに124
      • 2同軸プローブ法124
      • 3低温での水溶液の誘電率測定125
      • 4まとめ130
    • 第8章半導体式マイクロ波電源および反応装置吉田睦
      • 1はじめに131
      • 2半導体式マイクロ波電源131
      • 3半導体式マイクロ波電源の製品例133
      • 4半導体式マイクロ波電源の特徴134
      • 5半導体式マイクロ波電源の大電力化136
      • 6波動と共振器136
      • 7反応容器へのエネルギー効率137
      • 8半導体式マイクロ波電源と反応139
      • 9製品使用例140
      • 10まとめ141
    • 第9章新しいマイクロ波反応装置の設計および各種合成反応などへの応用西岡将輝
      • 1はじめに142
      • 2シングルモードの利用について143
      • 3矩形導波管を用いたシングルモードマイクロ波反応器143
      • 4円筒型キャビティによるシングルモードマイクロ波リアクター144
      • 5誘電率変化と共振周波数144
      • 6発振周波数制御による均一マイクロ波制御145
      • 7気相反応への応用145
      • 8液相反応への応用146
      • 9反応場センシング147
      • 10おわりに149
  • 【第3編】有機・高分子合成
    • 第1章マイクロ波有機合成化学小島秀子
      • 1はじめに151
      • 2マイクロ波の非熱的効果151
      • 3水中でのマイクロ波合成153
      • 4ラジカル反応154
      • 5医薬品合成への応用155
      • 6スケールアップ156
    • 第2章マイクロ波有機金属化学安田誠馬場章夫
      • 1はじめに159
      • 2有機金属試薬の発生159
      • 3有機ケイ素化合物の反応160
      • 4有機ホウ素化合物の反応(鈴木-宮浦カップリング)161
      • 5有機スズ化合物の反応163
      • 6有機亜鉛化合物の反応(根岸カップリング)163
      • 7オレフィンメタセシス166
      • 8縮合型炭素-炭素結合形成反応167
      • 9反応の大スケール化168
      • 10今後の展望168
    • 第3章マイクロ波高分子合成長畑律子中村考志竹内和彦
      • 1はじめに170
      • 2ラジカル重合170
      • 3逐次重合173
      • 4その他の応用177
      • 5おわりに178
    • 第4章マイクロ波化学のバイオテクノロジーへの応用吉村武朗大内将吉
      • 1はじめに180
      • 2マイクロ波照射下での酵素反応180
      • 3酵素反応における反応基質,溶媒ならびに蛋白質立体構造とマイクロ波照射の関係181
      • 4マイクロ波化学によるプロテオミクス解析の高速化技術181
      • 5マイクロ波促進遺伝子増幅反応,PCRとRCA183
      • 6マイクロ波照射下での微生物の滅菌と培養184
      • 7微生物の細胞破砕と蛋白質回収技術としてのマイクロ波照射185
      • 8おわりに186
    • 第5章マイクロ波の特殊効果を利用したバイオマスの有効利用東順一
      • 1はじめに189
      • 2マイクロ波の特殊効果189
      • 3外部加熱に対するマイクロ波加熱の優位性190
        • 3.1マイクロ波加熱法と水蒸気爆砕法との比較190
        • 3.2マイクロ波加熱法と誘導加熱法との比較192
      • 4マイクロ波吸収材を利用した生物系資源の分解192
        • 4.1活性炭の利用192
        • 4.2イオン成分の利用194
      • 5マイクロ波の特殊効果を期待した生物系資源の分解195
      • 6マイクロ波の迅速加熱の特徴を活かした有用成分の抽出196
      • 7まとめ197
  • 【第4編】無機・金属合成
    • 第1章非平衡反応場を利用したメゾスコピック組織形成と材料創製滝澤博胤福島潤
      • 1はじめに199
      • 2マイクロ波照射下における化学反応199
        • 2.1選択加熱による非平衡物質拡散199
      • 3マイクロ波照射による物質の形態制御200
        • 3.1マイクロ波照射によるメゾスコピック組織形成200
        • 3.2SnO2-Tio2202
        • 3.3ZnO-FeOX203
        • 3.4マイクロ波照射によるアモルファス組織形成204
      • 4おわりに205
    • 第2章マイクロ波加熱利用による環境・材料技術吉川昇
      • 1緒言206
      • 2新規マイクロ波加熱プロセスに関する基礎研究207
        • 2.1酸化物の誘電率温度依存性と急速加熱207
        • 2.2電場/磁場分離加熱208
        • 2.3強磁性共鳴(FMR)加熱210
      • 3新規マイクロ波加熱プロセスの応用に関する研究211
        • 3.1製鋼副産物(Cr含有スラグ,ステンレス酸洗スラッジ)からの有価金属の回収211
        • 3.2金属薄膜のマイクロ波磁場加熱による迅速熱処理212
      • 4結論214
    • 第3章製鉄スラグ・耐火物のリサイクル/高付加価値化森田一樹
      • 1はじめに215
      • 2マイクロ波―水熱反応による高炉スラグの改質215
      • 3製鋼スラグの加熱挙動と資源回収218
      • 4MgO系廃棄耐火物の資源化221
      • 5おわりに222
    • 第4章マイクロ波加熱を用いたカーボンナノチューブの合成高木泰史太田朝裕清水政宏太田和親
      • 1224
      • 2実験225
        • 2.1装置225
        • 2.2合成(一般的な合成法)225
        • 2.3物性測定225
      • 3結果と考察226
        • 3.1反応温度と時間226
        • 3.2最適触媒量229
        • 3.3CNTの大量合成230
      • 4結論230
    • 第5章マイクロ波照射下の結晶成長とナノ粒子合成辻正治
      • 1はじめに232
      • 2マイクロ波-ポリオール法による金ナノ微結晶の合成232
      • 3マイクロ波加熱による十面体,二十面体金・銀コア・シェルナノ微結晶の合成と成長機構233
      • 4おわりに238
    • 第6章銑鉄の製造永田和宏
      • 1現代鉄鋼生産の課題239
      • 2マイクロ波加熱による銑鉄の製造239
        • 2.1電子レンジで鉄を作る240
        • 2.2炭材内装ペレットのマイクロ波加熱240
        • 2.3マルチモード型マイクロ波加熱炉による連続製銑法の開発241
        • 2.4マイクロ波集中型加熱炉による連続製銑法の開発242
        • 2.5マイクロ波製鉄炉の大型化243
      • 3マグネタイトとグラファイトの発熱機構244
        • 3.1マイクロ波帯域における誘電率と透磁率の高温測定244
        • 3.2酸化鉄の複素誘電率および透磁率245
        • 3.3炭材の誘電率246
  • 【第5編】マイクロ波プラズマ化学
    • 第1章マイクロ波プラズマの応用尾上薫福岡大輔
      • 1はじめに247
      • 2マイクロ波プラズマ反応における3つの反応場の特徴と活用法248
      • 3プラズマ-気相系反応への応用―メタンのスチームリフォーミング―249
      • 4プラズマ-固相系反応への応用250
        • 4.1固相の改質―メタンプラズマを用いた浸炭技術―250
        • 4.2固相触媒の調製―酸化チタン光触媒の調製―252
        • 4.3固相の分解―C-H系プラスチックのケミカルリサイクル―253
        • 4.4気相プラズマ-固相触媒反応―メタンからのエチレンの合成―254
      • 5おわりに255
    • 第2章マイクロ波液中プラズマの応用成島隆菅育正米澤徹
      • 1はじめに257
      • 2マイクロ波液中プラズマの発生原理257
      • 3マイクロ波液中プラズマを用いた材料の合成259
        • 3.1無機ナノ粒子259
        • 3.2カーボン材料261
  • 【第6編】環境・エネルギー
    • 第1章バイオマス分解・燃料化三谷友彦渡辺隆司
      • 1はじめに263
      • 2バイオマス分解におけるマイクロ波の有効性263
      • 3マイクロ波によるバイオマスの熱分解265
      • 4木質バイオマスマイクロ波前処理装置の研究開発265
        • 4.1装置の概要265
        • 4.2被加熱物の誘電率測定267
        • 4.33次元電磁界シミュレータを用いた装置設計267
        • 4.4プロトタイプ製作および実測評価268
      • 5マイクロ波化学プロセスの量産化に対する方向性271
    • 第2章マイクロ波化学プロセスのスケールアップと事業化吉野巌塚原保徳
      • 1はじめに273
      • 2マイクロ波と固体触媒を用いた革新的反応系構築274
      • 3マイクロ波化学反応装置スケールアップ275
      • 4マイクロ波化学プロセス制御システム276
      • 5マイクロ波化学プロセスを用いた化成品製造276
      • 6バイオディーゼル・事業化への取り組みと課題278
      • 7マイクロ波化学プロセスの展開279
        • 7.1グリーンケミカル(脂肪酸エステル)の合成279
        • 7.2機能性化学品の合成280
        • 7.3油分・有効成分のマイクロ波抽出280
      • 8おわりに281
    • 第3章プラスチックの解重合・リサイクル技術池永和敏
      • 1はじめに282
      • 2廃PETおよび廃FRPの解重合技術の現状282
      • 3マイクロ波を利用する廃PETの化学分解法283
      • 4マイクロ波を利用する廃GFRPの解重合288
      • 5まとめ290
    • 第4章環境汚染物質浄化技術天野耕治
      • 1はじめに293
      • 2マイクロ波を用いた環境汚染物質浄化技術293
        • 2.1土壌浄化への適用293
        • 2.2大気汚染物質浄化294
        • 2.3水処理への適用294
      • 3絶縁油無害化への適用295
        • 3.1PCBの物性と用途295
        • 3.2マイクロ波と触媒の組合せによるPCB無害化処理技術295
        • 3.3装置構成と反応成績296
        • 3.4化学反応式296
        • 3.5反応速度の定式化と応用例297
        • 3.6マイクロ波効果のメカニズム解明298
      • 4まとめ299

MOKUJI分類:技術動向