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超臨界流体反応法の基礎と応用

(1998年『超臨界流体反応法の基礎と展開』普及版)

商品コード: B0722

  • 監修: 碇屋隆雄
  • 発行日: 2004年5月
  • 価格(税込): 4,104 円
  • 体裁: A5判、256ページ
  • ISBNコード: 978-4-88231-829-3

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著者一覧

梶本興亜   京都大学大学院 理学研究科 化学専攻 教授
生島 豊   工業技術院 東北工業技術研究所 主任研究官
         (現)(独)産業技術総合研究所 超臨界流体研究センター チーム長
中西浩一郎   倉敷芸術科学大学 産業科学技術学部 教授
新田友茂   大阪大学大学院 基礎工学研究科 化学系専攻 化学工業分野 教授
中川和道   神戸大学 発達科学部 自然環境論講座 教授
阿尻雅文   東北大学大学院 工学研究科 化学工学専攻 助教授
         (現)東北大学 多元物質化学研究所 教授
幸田清一郎   東京大学大学院 工学系研究科 化学システム工学専攻 教授
         (現)上智大学 理工学部 教授
大島義人   東京大学大学院 工学系研究科 化学システム工学専攻 講師
         (現)東京大学大学院 環境安全研究センター 教授
中谷英樹   東京大学大学院 農学生命化学研究科 応用生命化学専攻 博士後期課程在学
         (現)ダイキン工業(株) 化学事業部
宮脇長人   東京大学大学院 農学生命科学研究科 応用生命化学専攻 助教授
         (現)石川県立大学 生物資源環境学部 教授
中村厚三   (元)東京大学大学院 農学生命化学研究科 応用生命化学専攻 教授
藤元 薫   東京大学大学院 工学系研究科 応用化学専攻 教授
         (現)北九州市立大学 国際環境工学部 教授
椿 範立   東京大学大学院 工学系研究科 応用化学専攻 講師
         (現)富山大学 工学部 物質生命システム工学科 教授
碇屋隆雄   東京工業大学 工学部 化学工学科 教授
         (現)東京工業大学大学院 理工学研究科 教授
佐古 猛   工業技術院 物質工学工業技術研究所 化学システム部 超臨界流体工学グループ
         (現)静岡大学 工学部 物質工学科 教授
神野清勝   豊橋技術科学大学 工学部 物質工学系 教授
長浜邦雄   東京都立大学大学院 工学研究科 工業化学専攻 教授
         (現)東京都立大学大学院 工学研究科 応用化学専攻 教授
池田照樹   日本分光(株) 第1技術部 次長
         (現)(有)フォトサイエンス 代表取締役
岸本恭尚   高温高圧流体技術研究所 研究員
加藤俊作   高温高圧流体技術研究所 研究顧問
         (現)(財)かがわ産業支援財団 高温高圧流体技術研究所 研究参与兼研究部長
鈴木 明   オルガノ(株) 技術生産本部 SCWO部 次長
         (現)(独)産業技術総合研究所 超臨界流体研究センター プロセスチーム長
福里隆一   (株)神戸製鋼所 エンジニアリング事業部 技術センター 化学プラント技術部 超臨界プロジェクト 担当次長
         (現)SCF TechnoLink 代表
山崎仲道   高知大学 理学部 附属水熱化学実験所 所長,教授
         (現)東北大学大学院 環境科学研究科 教授
吉田善行   日本原子力研究所 先端基礎研究センター 研究員
         (現)日本原子力研究所 物質化学研究部 部長
目黒義弘   日本原子力研究所 先端基礎研究センター 研究員
         (現)日本原子力研究所 バンクエンド技術部 副主任研究員
佐々木隆之   日本原子力研究所 先端基礎研究センター 博士研究員
         (現)京都大学大学院 工学研究科 原子核工学専攻 助教授

 執筆者の所属は,注記以外は1998年当時のものです。

目次

第I章 超臨界流体の基礎
1. 超臨界流体中の溶媒和と反応の物理化学
1.1 はじめに
1.2 超臨界流体中の溶媒和
1.2.1 動径分布関数と溶媒和
1.2.2 溶媒和の提案-部分モル体積と溶解度
1.2.3 分光学的観測
1.2.4 溶媒和の取り扱い
1.2.5 溶媒和の意味
1.3 溶媒和と反応
1.3.1 エネルギー移動と溶媒和
1.3.2 拡散律速反応
1.3.3 光分解と再結合反応
1.3.4 異性化反応
1.3.5 電子移動反応
1.4 おわりに

2. 高温高圧ラマン分光法による超臨界水溶液の測定
2.1 はじめに
2.2 超臨界水
2.2.1 レーザーラマン分光システムによりう超臨界水の測定
2.2.2 超臨界水のラマンスペクトル
2.2.3 超臨界水の水素結合
2.2.4 臨界点近傍での水素結合
2.3 高温高圧下でのイオン挙動
2.3.1 硝酸亜鉛水溶液のラマンスペクトル
2.3.2 水和数の推算

3. 超臨界流体の構造・物性の理論化学計算
3.1 はじめに
3.2 流体構造と物性
3.3 分子間相互作用
3.3.1 分子間ポテンシャルと分子軌道計算
3.3.2 二体ポテンシャル
3.3.3 多体効果
3.4 計算機シミュレーション
3.5 超臨界流体の分子シミュレーション
3.5.1 溶液構造
3.5.2 PVT関係
3.5.3 混合熱
3.5.4 溶解度
3.5.5 拡散

4. 超臨界流体中の吸着特性
4.1 はじめに
4.2 吸着量の定義
4.3 純成分の高圧吸着平衡
4.4 超臨界流体中の微量成分の分配平衡
4.4.1 微量成分の吸着-クロマト特性
4.4.2 超臨界流体クロマトの保持理論
4.5 超臨界流体相の吸着等温線
4.5.1 超臨界流体相の吸着データ
4.5.2 超臨界流体相の吸着理論
4.6 超臨界流体相の吸着シミュレーション
4.7 まとめ

5. 超臨界流体相の構造物性と電子物性
5.1 はじめに
5.2 超臨界流体の活用:基礎科学研究および実用の両分野にわたって
5.3 超臨界流体の電子物性論はどこまで分かったか
5.3.1 電子移動度
5.3.2 超臨界流体の電子伝導帯
5.3.3 超臨界流体中での電子反応
5.3.4 超臨界流体中に溶解した多原子・分子の光イオン化
5.4 超臨界流体の構造物性

第II章 超臨界流体反応法
1. ジェネリックテクノロジーとしての超臨界流体技術
1.1 はじめに
1.2 超臨界流体の反応溶媒としての特性
1.2.1 超臨界流体とは
1.2.2 超臨界流体が関与した相挙動
1.2.3 超臨界流体の反応溶媒特性
1.3 廃棄物からの化学原料回収
1.3.1 加水分解場としての超臨界水
1.3.2 廃棄物ポリマーの加水分解による化学原料回収
1.4 重質炭化水素の改質
1.5 水熱合成
1.6 おわりに

2. 超臨界水酸化反応の速度と機構
2.1 はじめに
2.2 超臨界水酸化反応の特徴
2.3 総括反応速度について
2.3.1 一酸化炭素
2.3.2 水素
2.3.3 メタン
2.3.4 メタノール
2.3.5 フェノール
2.4 反応機構とモデリング
2.5 課題と展望

3. 超臨界流体中における酵素反応
3.1 はじめに
3.2 酵素反応溶媒としての超臨界流体
3.3 超臨界流体中における酵素の安定性
3.4 超臨界流体中での酵素反応を支配する因子
3.4.1 酵素反応への超臨界流体の溶媒効果
3.4.2 水の影響
3.4.3 圧力の影響
3.4.4 温度の影響
3.4.5 物質移動の影響
3.5 酵素反応系の設計
3.6 おわりに

4. 超臨界流体中での不均一相化学反応
4.1 はじめに
4.2 固体触媒を用いるオレフィンの低重合反応
4.3 Fischer-Tropsh合成反応
4.4 アリキル反応
4.5 超臨界相イソブタンの空気酸化反応

5. 超臨界流体中における分子触媒反応
5.1 はじめに
5.2 なぜ超臨界流体中での分子触媒反応を行うのか?
5.3 超臨界流体への金属錯体の溶解性
5.4 超臨界流体中における金属錯体による分子触媒構造
5.4.1 オレフィンの水素化
5.4.2 オレフィン類の不斉水素化
5.4.3 オレフィンのヒドロホルミル化
5.4.4 オレフィンメタセシス
5.4.5 オレフィンやアセチレン類の環化反応
5.4.6 Heck-溝呂木型オレフィン化反応
5,4,7 超臨界二酸化炭素の水素化反応
5.4.8 酸化反応
5.5 まとめ

6. 超臨界メタノールの溶媒特性と新しい反応への応用
6.1 はじめに
6.2 超臨界メタノールとは?
6.3 超臨界メタノールを用いた分解反応
6.3.1 ポリエステルのモノマー化
6.3.2 工業化プロセスフロー
6.4 超臨界メタノールを用いた合成反応
6.4.1 合成反応の概要と利点
6.5 まとめ

第III章 超臨界流体利用・分析
1. 超臨界流体の分析化学での利用
1.1 はじめに
1.2 SFCの原理
1.3 SFCでの最近の話題
1.4 SFE
1.5 超臨界水とSFE
1.6 まとめ

2. 超臨界CO2による分離プロセス
2.1 はじめに
2.2 超臨界流体抽出プロセスと装置
2.2.1 超臨界流体への溶解度と超臨界抽出の原理
2.2.2 超臨界流体抽出と液液抽出
2.2.3 プロセスと装置
2.3 植物原料中のエッセンスの抽出
2.3.1 超臨界CO2抽出と水蒸気蒸留の比較
2.3.2 オレンジ油の連続多段抽出
2.4 脂質の抽出
2.4.1 魚油中の高度不飽和脂肪酸の分離
2.4.2 超臨界CO2による食品中のコレステロールの低減化
2.4.3 食品中の脂質の除去
2.5 化学工業への適用
2.5.1 水溶液中の有機物質の濃縮
2.5.2 多環芳香族化合物の分離
2.5.3 ポリマーの精製
2.5.4 合成反応プロセスへの応用
2.6 材料製造への応用
2.7 環境問題への応用
2.8 おわりに

3. 超臨界流体の分光分析
3.1 はじめに
3.2 FTIRによる超臨界CO2抽出物のモニターと構造解析
3.3 ラマン分光法による超臨界CO2中へのアゾベンゼンおよび誘導体の構造解析
3.3.1 超臨界流体ラマン測定システム
3.3.2 固体粉末試料のラマンスペクトル
3.3.3 各誘導体のCO2中でのラマンスペクトル
3.3.4 超臨界CO2中におけるアゾベンゼン誘導体の構造解析
3.3.5 超臨界CO2溶媒分子とアゾベンゼン誘導体分子との相互作用
3.4 ラマン分光法による超臨界水中でのPET分解反応のモニタ
3.4.1 はじめに
3.4.2 超臨界水ラマン測定システム
3.4.3 PET分解反応のモニター
3.5 おわりに

4. 超臨界流体中における熱化学的研究
4.1 はじめに
4.2 超臨界流体の熱力学的関数の測定
4.2.1 超臨界流体の比熱容量の測定
4.2.2 超臨界流体の過剰モルエンタルピー
4.3 超臨界流体による高分子材料の可塑化・結晶化
4.4 超臨界流体中への基質の溶解度の測定への利用
4.5 分解反応の反応熱の測定
4.6 おわりに

第IV章 応用展開
1. 超臨界水酸化法におけるシステム構成
1.1 はじめに
1.2 超臨界水酸化技術(SCWO:Supercritical Water Oxidation)の概要
1.3 超臨界水産か技術の課題
1.4 連続システムの構成・反応器構成
1.4.1 超臨界水酸化法の基本フロー
1.4.2 反応器構成
1.5 各種廃棄物に対する分解実験結果
1.5.1 硫黄系化合物:ジメチルスルフォキシド(DMSO)
1.5.2 塩素系化合物:PCB
1.5.3 下水汚泥
1.6 おわりに

2. 超臨界水による廃棄物のケミカルリサイクル
2.1 はじめに
2.2 超臨界水の反応溶媒特性
2.3 廃プラスチックのケミカルリサイクル
2.3.1 PETのケミカルリサイクル
2.3.2 ポリウレタンのモノマー化
2.3.3 その他の物質への適用
2.4 既往ケミカルリサイクル法に対する超臨界水法の期待
2.5 超臨界水利用のケミカルリサイクル技術の実用化展開
2.6 おわりに

3. 水熱プロセス
3.1 はじめに
3.2 有機物質の水熱プロセス
3.3 低圧臨界点以上の高温領域を利用した廃ゴムや廃プラスチックスの液化
3.4 先進材料合成への可能性
3.4.1 単結晶育成技術
3.4.2 無機化合物の合成
3.4.3 粉末の調製,表面処理,形態制御
3.5 冶金への展開
3.6 新エネルギー転換技術と廃棄物処理の融合

4. 超臨界二酸化炭素抽出による金属分離技術―原子力への応用
4.1 原子力分析における金属分解
4.2 水溶液試料からの金属の超臨界二酸化炭素抽出
4.2.1 抽出平衡
4.2.2 抽出剤
4.2.3 抽出プロセス
4.3 固体試料からの金属超臨界二酸化炭素抽出
4.4 その他の利用
4.5 展望と課題
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