Development of an electrochemical photo-Fenton-type advanced oxidation process without reactant addition

无需添加反应物的电化学光芬顿型高级氧化工艺的开发

• 批准号: 21K04322
• 负责人: 岸本 直之
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Ryukoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04322/
• 关键词: 促進酸化処理; Fenton法; 電解処理; UV処理; 電解法; 光化学反応

令和4年度は，電解photo-Fenton型処理法に及ぼす鉄イオン濃度，電流密度の影響を詳細に調査し，影響発現メカニズムを検討した。実験の結果，電流密度が高い条件では鉄イオンの添加は処理効果に負の影響を与え，逆に電流密度が低い条件では鉄イオンの添加は処理効果に正の影響を与えることが明らかとなった。本処理法の反応性ラジカルの生成プロセスは「(1)Fenton型反応」「(2)遊離塩素のUV分解反応」「(3)鉄(Ⅲ)イオンの光還元反応」から成る。加えて「(4)遊離塩素の電解生成反応」「(5)鉄(Ⅲ)イオンの電解還元反応」が付随して起こる。上記のメカニズムに基づき，反応経路毎に電解電流（電子数）あたりのラジカル生成量の化学量論比（モル比）を評価した結果，(3)+(4)+(1)で1，(5)+(4)+(1)で0.5，(4)+(2)で1と評価され，(5)+(4)+(1)の反応系（いわゆる電解Fenton型反応）の貢献度がプロセスの有効性に関係していると考えられた。鉄化学種の吸光係数を測定し，検討した結果，電流密度が大きい場合，(4)が促進されて遊離塩素濃度が高まり(4)+(2)が促進されるが，鉄イオン添加時は鉄イオンの強いUV吸収により(4)+(2)が阻害され，逆に(3)+(4)+(1)や(5)+(4)+(1)が促進されて処理性能の低下をもたらすと評価された。一方，電流密度が小さい場合，(4)が抑制されて遊離塩素濃度が低くなる。結果として，鉄イオン添加がない場合はUVエネルギーが過剰となる。一方，鉄イオンを添加すると(3)+(4)+(1)や(5)+(4)+(1)が促進される。この場合，(5)+(4)+(1)による化学量論比の低下が起こるものの，鉄のUV吸収によるUVエネルギーの有効利用率の向上が化学量論比低下効果を相殺し，促進効果をもたらしたと考えられた。

Make annual は and 4, electrolytic photo - Fenton 処 logos に and ぼ す iron objects イ オ ン concentration, current density の influence を し に investigation in detail, affect 発 now メ カ ニ ズ ム を beg し 検 た. Be 験 の as a result, the condition of high current density が い で は iron objects イ オ ン の add は 処 Richard unseen fruit に negative の を and え, inverse に condition of low current density が い で は iron objects イ オ ン の add は 処 Richard unseen fruit に is の influence を and え る こ と が Ming ら か と な っ た. This 処 logos の anti 応 sex ラ ジ カ ル の generated プ ロ セ ス は "(1) Fenton 応" type "(2) free salt element の UV decomposition 応" objects "(3) iron (Ⅲ) イ オ ン の light also yuan 応" か ら る. Add えて "(4) free salt <s:1> electrolysis generates reverse 応" and "(5) iron (iii) <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> electrolytic reduction reverse 応" が followed by <s:1> て る. Written の メ カ ニ ズ ム に base づ き, anti 応 経 road in their に electrolytic current (electronic) あ た り の ラ ジ カ ル generation の stoichiometry theory than (モ ル than) を review 価 し た results, (3) + (4) + で 1 (1), (4) (5) + + で 0.5 (1), (4) + (2) で 1 と review 価 さ れ, (5) + (4) + (1) の anti 応 (い わ ゆ る electrolytic Fenton type anti 応) の contribution が プ ロ セ ス の have sharper sex に masato is し て い る と exam え ら れ た. Determination of iron objects chemical types of the light absorption coefficient の を し, beg し 検 た as a result, the large current density が き い occasions, (4) が promote さ れ て free salt element concentration high が ま り (4) + (2) が promote さ れ る が, iron objects イ オ ン は when adding iron objects イ オ ン の い strong UV absorption 収 に よ り (4) + (2) が resistance against さ れ, Inverse に (3) + (4) + (1) や (5) + (4) + (1) が promote さ れ て 処 can rational low の を も た ら す と review 価 さ れ た. On the one hand, in cases where the current density is が small さ, (4)が inhibits されて free salt concentration が is low くなる. As a result, と て て, iron <s:1> <s:1> となる add がな がな in the case of が UVエネ ギ ギ が が pass となる. On one side, the addition of すると(3)+(4)+(1)や(5)+(4)+(1)が promotes される. こ の occasions, (5) + (4) + (1) に よ る stoichiometry theory than low の が up こ る も の の, iron objects の UV absorption 収 に よ る UV エ ネ ル ギ ー の is sharper than low utilization up の が chemical energy theory unseen fruit slay を し, promote the unseen fruit を も た ら し た と exam え ら れ た.

项目成果

電解次亜塩素酸/UV処理における鉄塩添加効果

电解次氯酸/紫外线处理中添加铁盐的效果

• 发表时间: 2022
• 作者: Watanabe;K;Yang;L.;Nakamura;S.;Otani;T.;Mori;K.;岸本直之，中村健二郎
• 通讯作者: 岸本直之，中村健二郎