水と空気の電気分解による中性過酸化水素水の一段合成

电解水和空气一步合成中性过氧化氢

• 批准号: 08J02504
• 负责人: 村山 徹
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J02504/
• 关键词: 過酸化水素; 電解合成; SPE電解法; 電極触媒; 酸素還元反応

申請者は,SPE(固体高分子電解質)電解を応用した露出SPE電解法を考案し,これを用いた新規過酸化水素合成法を提案している.この方法は,[AC(活性炭)+VGCF(カーボンファイバー)]カソードをO_2気流中に露出させることにより水と空気(O_2)からの酸,アルカリ,支持塩を含まない過酸化水素水を一段合成できる利点がある.露出SPE法の特徴である三相界面反応場を他の合成反応へ発展させるため,水相と気相あるいは水相と油相などの異相が関わる酸化還元反応において,三相界面反応場が有効に作用するか検討した.具体的には,水を還元剤に用いたCO_2還元,COとアルコールからの炭酸エステル合成,水を還元剤に用いたへキセンの酸化反応を検討した.各々の反応に適切な電極触媒(固相)を選択・開発した結果,CO_2還元反応にはCoポルフィリン担持炭素電極触媒,炭酸エステル合成にはPd担持炭素電極触媒,へキセンの酸化反応にはPt担持炭素電極触媒が有効であった.そして,電解反応条件を適切化することにより,有意な速度で反応が進行することを実証した.また,TPD,IR,XRD,XPS,SEMにより電極触媒のキャラクタリゼーションを行い活性点構造を明らかにし,触媒作用機構を提案した.このように,露出SPE法の特徴である三相界面反応場を活用して,合成反応が進行することを実証することで,電解合成の新領域を開拓した.

The applicant proposed a new method for SPE(Solid Polymer Electrolyte) Electrolysis and Electrolysis. This method is [AC(activated carbon)+VGCF(VGCF)] solution for O_2 gas flow exposure, water and air (O_2), acid, and support for one-stage synthesis of water containing peracidified water. The characteristics of SPE method are: three-phase interfacial reaction field and other synthetic reaction field are developed, water phase and gas phase are related to water phase and oil phase, acidification reaction field and three-phase interfacial reaction field are effective. Specifically, CO_2 reduction,CO reduction, carbon acid synthesis, water reduction and acidification reaction are discussed. The results show that the carbon electrode catalyst is supported by Co in CO_2 reduction reaction, Pd in carbon acid synthesis reaction and Pt in acidification reaction. In addition, the conditions for electrolysis reaction are appropriate, and the reaction speed is determined. TPD,IR,XRD,XPS,SEM, etc. are used to investigate the structure of active sites and the mechanism of catalytic action. The characteristics of SPE method are revealed, and the three-phase interface reaction field is used to synthesize the reaction field.

项目成果

CoN_2C_x/炭素電極による中性H_2O_2水の触媒的合成

CoN_2C_x/碳电极催化合成中性H_2O_2水

• 发表时间: 2009
• 作者: 山中一郎;田澤慧;村山徹;竹中壮
• 通讯作者: 竹中壮

A new conceptual solid-polymer-electrolyte membrane reactor for neutral hydrogen peroxide synthesis

用于合成中性过氧化氢的新概念固体聚合物电解质膜反应器

• 发表时间: 2008
• 作者: Toru Murayama;Ichiro Yamanaka
• 通讯作者: Ichiro Yamanaka

SPE電解法を利用したCO_2還元反応

采用SPE电解法进行CO_2还原反应

• 发表时间: 2008
• 作者: 古澤崇;村山徹;山中一郎
• 通讯作者: 山中一郎

燃料電池反応器を用いた中性過酸化水素の合成

使用燃料电池反应器合成中性过氧化氢

• 发表时间: 2009
• 作者: 村山徹;田澤慧;山中一郎
• 通讯作者: 山中一郎

Catalytic synthesis of neutral hydrogen peroxide at a CoN2Cx cathode of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC).

• DOI: 10.1002/cssc.200900246
• 发表时间: 2010-01
• 期刊: ChemSusChem
• 影响因子: 8.4
• 作者: I. Yamanaka;S. Tazawa;T. Murayama;T. Iwasaki;S. Takenaka