廃液中の塩類を有効利用して形成する触媒による有害有機物質の超臨界水酸化分解の促進

超臨界水酸化反応場においてin-situ触媒を効率的に形成する塩の種類について検討するため、「研究実施計画」に示した連続分解実験装置を製作し実験を行った。基質としては酢酸(初期濃度1.75mmol/L)を用い、酸化剤の出発物質として過酸化水素(同35mmol/L。酢酸との反応当量の5倍の酸素を生成)を使用した。ステンレスSUS316製の反応器(内径7.53mm、長さ70.0mm)の内部にはスポンジチタン粒子(直径3mm程度)を3.02g充填した。in-situ触媒形成の検討を行う無機塩としては、炭酸水素ナトリウム及び硫酸マグネシウムを用いた。反応器を溶融塩浴により加熱し、内部が温度400℃、圧力24.5MPaとなる条件で、まず無機塩水溶液(3.5mmol/L)を流量2.0g/minで3時間反応器内に連続供給し、チタン粒子表面上にin-situ触媒を形成した上で、塩水溶液の供給から酢酸及び過酸化水素の供給に切り替え、酢酸の超臨界水酸化分解特性を測定した。なお、酢酸の反応器内滞留時間は12sである。また対照系として、チタン粒子の充填は行うが事前に無機塩の供給を行わない条件についても検討した。実験の結果、無機塩の供給を行わない対照系では、超臨界水酸化反応による酢酸水溶液のTOC濃度減少率は0.1%程度であったのに対し、炭酸水素ナトリウムを事前に供給した系ではTOC減少率15%、硫酸マグネシウムの系では同8.5%であった。この結果から、2種類の無機塩について、事前流通により反応場において酢酸の分解無機化を促進する触媒が形成されることが確認された。また、事前供給した無機塩の物質量が等しいにもかかわらず炭酸水素ナトリウムの系のほうが硫酸マグネシウムより高いTOC減少率を示したことから、炭酸水素ナトリウムのほうが高活性のin-situ触媒を効率的に形成することが明らかとなった。

超臨界水酸化反応場においてin-situ触媒を効率的に形成する塩の種類について検討するため、「研究実施計画」に示した連続分解実験装置を製作し実験を行った。基質としては酢酸(初期濃度1.75mmol/L)を用い、酸化剤の出発物質として過酸化水素(同35mmol/L。酢酸との反応当量の5倍の酸素を生成)を使用した。ステンレスSUS316製の反応器(内径7.53mm、長さ70.0mm)の内部にはスポンジチタン粒子(直径3mm程度)を3.02g充填した。in-situ触媒形成の検討を行う無機塩としては、炭酸水素ナトリウム及び硫酸マグネシウムを用いた。反応器を溶融塩浴により加熱し、内部が温度400℃、圧力24.5MPaとなる条件で、まず無機塩水溶液(3.5mmol/L)を流量2.0g/minで3時間反応器内に連続供給し、チタン粒子表面上にin-situ触媒を形成した上で、塩水溶液の供給から酢酸及び過酸化水素の供給に切り替え、酢酸の超臨界水酸化分解特性を測定した。なお、酢酸の反応器内滞留時間は12sである。また対照系として、チタン粒子の充填は行うが事前に無機塩の供給を行わない条件についても検討した。実験の結果、無機塩の供給を行わない対照系では、超臨界水酸化反応による酢酸水溶液のTOC濃度減少率は0.1%程度であったのに対し、炭酸水素ナトリウムを事前に供給した系ではTOC減少率15%、硫酸マグネシウムの系では同8.5%であった。この結果から、2種類の無機塩について、事前流通により反応場において酢酸の分解無機化を促進する触媒が形成されることが確認された。また、事前供給した無機塩の物質量が等しいにもかかわらず炭酸水素ナトリウムの系のほうが硫酸マグネシウムより高いTOC減少率を示したことから、炭酸水素ナトリウムのほうが高活性のin-situ触媒を効率的に形成することが明らかとなった。