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.

申请人使用SPE（固体聚合物电解质）电解质设计了一种裸露的SPE电解质方法，并建议使用此方法提出一种新的过氧化氢合成方法。该方法的优势是，通过在O_2空气流中公开[AC（活性碳） + VGCF（Acivated Carbon） + VGCF（碳纤维）]阴极中的水和空气（O_2）的盐分，没有酸，碱（O_2）。为了开发三相界面反应场（这是暴露的SPE方法的特征），已经研究了三相界面反应场是否有效地在氧化还原反应中作用，在氧化还原反应中，在该反应中，在这种反应中，水相和气相和气相还是水相和油相。具体而言，研究了使用水作为还原剂，CO和酒精中的碳酯合成以及还原剂的CO_2还原，研究了研究中使用的己烯的氧化反应。由于为每种反应选择和开发适当的电催化剂（固相），CO_2还原反应，PD支持的碳电催化剂用于碳酯合成，以及PT支持的碳电催化剂作为己烯氧化反应。然后证明，通过适当调整电解反应条件，该反应以显着的速度进行。此外，电催化剂的特征是TPD，IR，XRD，XPS和SEM来阐明活性点结构，并提出了催化机制。因此，通过利用三相界面反应场（这是暴露的SPE方法的特征），开发了一个新的电解合成区域。

项目成果

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

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