超音波キャビティを用いた有害物質分解の機構解明と可制御高効率化

阐明超声波腔分解有害物质的机理并提高可控效率

基本信息

批准号：
16760615
负责人：
畑中信一
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

超音波キャビティを利用した有害物質の分解について、本年度は次の研究項目について実施し、以下の知見を得た。1.超音波による有害物質分解の最終生成物の同定前年度に超音波分解の有効性を確認した環境ホルモンに対して、ガスクロマトグラフによる容器内の液面上方ガスの分析を行なった。その結果、ビスフェノールA(BPA)、ジクロロフェノール、フタル酸ジブチル等の実験したすべての物質で、基質の分解とともにCO_2の発生が確認された。CO_2は基質が分解して検出されなくなった後も発生を続け、すぐに完全無機化するトリハロメタン類とは異なることが明らかとなった。2.分解反応機構と反応サイトとの対応関係の検討超音波分解の溶存ガス依存性について、BPA、クロロフェノール類はアルゴンより酸素の方が速く分解するのに対し、ニトロベンゼンではその逆であった。前者は、分子構造内にOH基を含み、より親水性であるためと解釈できる。BPAの分解において、酸素下では特有の中間生成物(メチル-ベンゾフラン)が検出され、Fenton反応によるOHラジカル分解と同様であった。一方、アルゴン下でのみメタンガスが検出された。これらの結果より、アルゴン下ではキャビティ内の熱分解が、酸素下では液体内のOHラジカル分解が、それぞれ支配的であると示唆された。3.超音波分解と電気分解、光分解および光触媒分解との重畳効果の検討前年度の電気分解に続き、光触媒と超音波の重畳による環境ホルモンの分解を試みた。実験したすべての物質で、重畳により分解速度は増加し、基質の分解速度定数はそれぞれを加算した値となった。さらに、重畳によるCO_2の生成速度は、それぞれの速度定数の加算値を超え、無機ガス化速度に相乗効果が発現することが明らかとなった。また、光分解との比較により、光触媒分解における光分解の寄与が確認され、その有効性が基質に依存することが明らかになった。

今年，对使用超声腔的有害物质分解进行了以下研究项目，并获得了以下发现。 1。通过超声检查危险物质分解的最终产物，通过确认在上一年对超声分解有效的环境激素通过气体色谱仪到容器中液体表面上方的气体进行分析。结果，确认了CO_2的出现以及底物在所有实验中的底物的分解，例如双酚A（BPA），二氯苯酚和邻苯二甲酸二硫代酯。据透露，即使在底物分解并且不再检测到底物后，CO_2仍会继续发生，并且与迅速完全矿化的三甲米甲烷不同。 2。对超声分解对溶解气体的依赖性的分解反应机理与反应位点之间的对应关系的检查，氧的分解速度比氩气快，而硝基苯则相反。前者可以解释为在分子结构中具有OH组，并且更亲密。在BPA的分解中，在氧气下检测到独特的中间产物（甲基苯并呋喃），类似于芬顿反应的OH自由基分解。另一方面，仅在氩气下检测到甲烷气体。这些结果表明，氩气下的腔内热解和氧气下的OH根部分解是主要的。 3。检查超声分解，电解，光解和光催化分解的叠加作用后，我们试图通过叠加光催化剂和超声波来分解环境激素。对于所有材料实验，分解速率由于叠加而增加，并且通过添加各自的物质获得了底物的分解速率常数。此外，揭示了叠加产生的CO_2速率超过每个速率常数的添加值，并且通过无机气化速率实现了协同效应。此外，在与光降解进行比较时，证实了光催化降解中光降解的贡献，并发现其有效性取决于基板。