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内分泌撹乱物質の吸着・分解のための高効率メソポーラスチタン酸化物光触媒の開発

高效介孔氧化钛光催化剂吸附分解内分泌干扰物的研制

基本信息

批准号：
14042226
负责人：
吉田寿雄
金额：
$ 2.69万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、広く環境中に存在する内分泌撹乱物質の対策が急がれている。水中に存在する内分泌撹乱物質への対策として、光触媒を用いた分解が挙げられ、酸化チタン光触媒が現時点で最も有効であろう。触媒の反応速度は濃度が低くなると低下するが、環境水中に存在する内分泌撹乱物質は極低濃度であるので、効率的な除去には、触媒表面付近に濃縮しながら分解することが有効である。そこで本課題では、さらに高効率な吸着濃縮光触媒系を開発すること及び本触媒系の設計指針の確立を目的とし、メソポーラス光触媒の一種であるチタニア架橋粘土について、その表面疎水性が内分泌撹乱物質の吸着分解除去に与える影響を検討し、触媒設計指針の一端として触媒の表面疎水性制御の重要性を明らかにした。化学組成の異なる原料粘土を用いて表面疎水性の異なる4種類のチタニア架橋粘土を合成した。これらのTiO_2結晶性およびサイズ、細孔構造には大きな違いが無かったが、チタニア架橋粘土の表面疎水性は、フッ素マイカ>モンモリロナイト>フッ素ヘクトライト>サポナイトの原料粘土の順に変化した。架橋粘土の表面疎水性の増加と共に、吸着定数、分解速度定数共向上を示し、その度合いは疎水性の高い分子であるフタル酸ジブチルで特に著しかった。この結果から液相吸着において疎水性相互作用の影響が大きいこと、吸着濃縮が光触媒反応効率の向上に効果的であること、さらに架橋粘土の表面疎水性の向上が高効率光触媒設計指針として重要であることが明らかになった。またビスフェノールAの分解では最も表面疎水性の高いチタニア架橋マイカは光照射後3hで、最も疎水性の低いチタニア架橋サポナイトでもさらに照射時間をかければ、検出限界の10ppb以下にまで分解することが明らかとなり、中間生成物も確認されなかった。

In recent years, there is an urgent need for endocrine disruptors in the environment. There are endocrine disruptors in the water, and photocatalysts are used to decompose and acidify them. The catalyst reaction rate is low, the endocrine disruptor is present in the environment, the removal rate is low, and the catalyst surface is concentrated. This subject aims to develop a high efficiency sorption concentration photocatalyst system and establish design guidelines for the catalyst system. It aims to solve the problem of one kind of photocatalyst. It aims to investigate the influence of the surface water content on the sorption decomposition and removal of endocrine substances. It aims to clarify the importance of catalyst surface water content control disturbance. Chemical composition of raw materials clay used in the surface of different kinds of water bridge clay synthesis TiO_2 crystal structure, fine pore structure, large pore size, no pore size, pore size, Bridging clay surface water content increase, adsorption constant, decomposition constant, total upward, the degree of combination of water content of high molecular weight, high molecular weight. This result makes it clear that the influence of water-based interaction due to liquid-phase sorption is greater, that sorption concentration has an upward effect on the reaction efficiency of photocatalyst, and that the upward effect of surface wettability of bridging clay on high-efficiency photocatalyst design guidelines is more important. 3h after light irradiation, 3h after light irradiation, 3 h after light