水処理における光触媒反応の問題点克服と光触媒反応プロセスの実用化についての検討

水处理中光催化反应克服问题的研究及光催化反应工艺的实际应用

• 批准号: 18560733
• 负责人: 白石 文秀
• 金额: $ 2.53万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18560733/
• 关键词: 化学工学; 環境技術; 触媒・化学プロセス; 水質浄化; 光触媒; 溶射法; シラン処理; モデル化; 反応装置; 境膜拡散抵抗

本研究では、申請者が空気処理プロセスの実用化においてこれまで蓄積した知識を生かし、水処理のための光触媒反応プロセスを実験と理論の両面から集中的に検討した。具体的には、金属板上に様々な金属微粒子を銃で打ち込み強固な金属膜を形成させる溶射法と呼ばれる塗装技術を導入することにより、光触媒微粒子とゼオライトの混合物をステンレス板上に溶射し、これを用いて様々な有機化合物を含む水溶液の処理実験を行った。溶射法により作製した金網上の酸化チタン薄膜は凹凸の大きなアナターゼ型粒子からなり、大きな比表面積を有していた。このことが反応速度の増大に大きく寄与した。光触媒金網を環状路型光触媒反応器へセットし、DNP(2,4-ジニトロフェノール)、MB(メチレンブルー)の分解反応実験を行い、本光触媒がDNP,メチレンブルーのいずれも迅速に分解すること、Langmuir-Hinshelwood型機構で分解されること、液循環流速の増大とともに分解速度も増加するが、より低流速域で境膜拡散抵抗が緩和され、高活性を示すこと、口径4Åが最良であること、ゼオライトの添加により分解速度が増大すること、混合比5%が最大活性を示すことが明らかとなった。また、反応物の境膜拡散とゼオライトへの吸着を考慮した光触媒反応モデルを用いることにより、ゼオライトによる反応物吸着に伴う光触媒分解速度の増加現象を説明することに成功した。実用化装置開発のため、光触媒金網を底に静置した角形容器を用いてMBとDNPの分解を行った。MB分解は良好であったが、DNP分解はほとんど進行しなかった。そこで、光触媒表面をシラン処理により疎水化したところ、DNP分解も確実に起こるようになった。これは、太陽光を使った光触媒による排水処理の実用化を可能にする大きな知見である。

The purpose of this research is to use the information of the applicant to process the information and to use it to accumulate knowledge.かし, Water Treatment のためのPhotocatalyst Reaction プロセスを実験と Theory の両面からConcentrated に検 Discussion した. Specifically, the metal particles on the metal plate are made of metal particles and the metal film is strengthened and the metal film is formed by spraying and coating technology. , Photocatalyst microparticles are sprayed on the plate with a mixture of photocatalyst particles, and the photocatalyst is treated with an aqueous solution containing an organic compound. The spraying method is used to produce acidified チタン film on the gold net, large uneven particles, and large specific surface area.このことが Reflection speed のincreasing big に大きく Send and した. Photocatalyst gold net ring type photocatalyst reactor, DNP (2,4-ジニトロフェノール), MB (メチレンブルー) decomposition reaction systemを行い, this photocatalyst is DNP, メチレンブルーのいずれも rapid decomposition, すること, Langmuir-Hinshelwood type mechanism The decomposition rate is high, the liquid circulation flow rate is high, the decomposition rate is high, the decomposition rate is high, the low flow rate area is low, and the membrane dispersion resistance is moderated, and the high activity level is high, The caliber is 4Å, the best filter, and the decomposition speed of the filter is increased. It has a large mixing ratio of 5% and a maximum activity level of 5%.また、Reaction material の environmental film 拡san とゼオライトへのsorption をConsideration したPhotocatalyst reaction モデルを用いることにより, ゼオライトによるReactive material adsorption and the phenomenon of increased photocatalyst decomposition speed を explain the success of することにした. The chemical device is opened and the photocatalyst gold net is placed at the bottom and the angular container is used to decompose the MB and DNP. MB decomposition is good and DNP decomposition is good.そこで, photocatalyst surface をシラン treatment により疎 Hydration したところ, DNP decomposition も正箟にrise こるようになった.これは, sunlight をmakes ったphotocatalyst によるdrainage treatment の実chemical をpossible にする大きな知见である.

项目成果

溶射法により作製した酸化チタン担持物の光触媒活性

热喷涂法制备负载二氧化钛的光催化活性

• 发表时间: 2006
• 作者: Fumihide Shiraishi;Mayumi Nagano;Shinpon Wang;白石文秀ら;白石文秀;白石 文秀;白石文秀ら
• 通讯作者: 白石文秀ら

光触媒機能皮膜およびそれを用いた水処理方法

光催化功能膜及使用其的水处理方法

• 发表时间: 2007

Rapid removal of trace HCHO from indoor air by an air purifier consisting of a continuous concentrator and photocatalytic reactor and its computer simulation

连续浓缩器和光催化反应器组成的空气净化器快速去除室内空气中的痕量甲醛及其计算机模拟

• 发表时间: 2007
• 期刊: Chemical Engineering Journal 127
• 作者: F. Shiraishi;et al.
• 通讯作者: et al.

Characterization of a photocatalytic reaction in a continuous-flow recirculation reactor system

• DOI: 10.1002/jctb.1526
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Journal of Chemical Technology & Biotechnology
• 影响因子: 3.4
• 作者: F. Shiraishi;M. Nagano;Shinpon Wang

溶射法によりステンレス金網に担持した酸化チタンの光触媒反応性

热喷涂不锈钢丝网负载二氧化钛的光催化活性

• 发表时间: 2007
• 期刊: フジコー技法「創る」 15
• 作者: F. Shiraishi;et al.;Fumihide Shiraishi;白石文秀
• 通讯作者: 白石文秀