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揮発性有機塩素化合物を無害化するための光触媒の開発

开发光催化剂来解毒挥发性有机氯化合物

基本信息

批准号：
14050070
负责人：
山崎鈴子
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Yamaguchi 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 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は,ゾルーゲル法で合成した多孔質な二酸化チタンペレットを用いてエチレン,塩化ビニル,トリクロロエチレン(TCE),テトラクロロエチレンの光触媒分解反応を研究し,反応の途中で反応中間体から脱離した塩素ラジカルが付加反応を起こし,有害な塩素系副生成物が生成するという反応機構を提案している。この機構に基づけば,塩素ラジカルの触媒表面での生成を抑制できれば,有害な副生成物の生成を抑えることができると考えられる。そこで,本研究では,塩素ラジカルをトラップすると考えられる種々の金属粉を二酸化チタン粉末と均一に混合し触媒層の長さを固定して,流通型装置を用いてTCEの光触媒分解実験を行った。反応効率,無害化効率,副生成物であるホスゲンやクロロホルムの生成量,および触媒表面に残るジクロロ酢酸や塩化物イオンの生成量について調べた結果,銅粉を共存させることにより副生成物の抑制効果が顕著に観察できた。すなわち,銅の添加量が増加すると,トラップされる塩素の量が増大し,40wt%以上の銅の存在下ではほぼ100%塩素がトラップされることがわかった。さらに,銅の添加量の増加とともに,TCEの反応効率はわずかに減少するが,二酸化炭素への分解効率は増大し,副生成物であるジクロロ酢酸の生成量は低下した。これは,銅の共存により,塩素ラジカルの付加反応が抑制されたことを意味する。また,生成したホスゲンとクロロホルムの量は,銅を約50wt%共存させることにより,添加しない場合の50%に低下させることができた。銅の代わりに水酸化カルシウムを用いても同様な結果が得られたが,特にホスゲンの生成が大きく抑制できることがわかった。以上のように,有害な塩素系副生成物の生成を抑制するためには,銅や水酸化カルシウムを共存させることが必要であることがわかった。本研究結果は,我々が提案している反応機構の妥当性を示す結果でもある。

In this paper, we propose a new reaction mechanism for photocatalytic decomposition reaction of porous diacid catalyst (TCE), which is used in synthesis of porous diacid catalyst, and a new reaction mechanism for generation of harmful diacid by-products. This mechanism is based on the inhibition of the formation of the catalyst surface, and the inhibition of the formation of harmful byproducts. In this study, the photocatalytic decomposition of TCE in flow-through devices was studied. The reaction efficiency, the harmless efficiency, the by-product production amount, the catalyst surface residual acid and by-product production amount are adjusted. As a result, the copper powder is blue shifted, and the by-product inhibition effect is observed. The amount of copper added increases, and the amount of copper added increases. In the presence of copper above 40 wt %, the amount of copper added increases by 100%. As the copper content increases, the reaction efficiency of TCE decreases, the decomposition efficiency of diacidified carbon increases, and the amount of by-products produced decreases. This means that copper and copper coexist, and that the elements of copper and copper are added to each other. The amount of copper produced is about 50wt% blue shift, and the amount of copper added is 50% low. The results of copper generation are similar to those of copper generation, especially in the case of copper generation. The above mentioned factors are necessary to inhibit the production of harmful by-products. The results of this study demonstrate the appropriateness of our proposal.