金属複合プラスチックからの有機原料と金属の同時回収プロセスの開発

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今年度は、ポリエチレンテレフイタレート（PET）のベンゼン化の際に用いる酸化カルシウム（CaO）に主眼を置き、テレフタル酸のベンゼン化に及ぼすCaOの性能の影響を検討した。テレフタル酸のベンゼン化に及ぼすCaOの性能を評価するため、炭酸カルシウム（CaCO3）からCaOを調製する際の焼成温度を900 ℃、990 ℃、1050 ℃、1110 ℃、および1170 ℃とし、得られたCaOのBET比表面積、細孔容積分布、および指示薬法による表面塩基度を測定した。焼成温度の増加に伴い、CaOの焼結が進行することが確認され、それらのBET比表面積、細孔容積は温度増加と共に減少した。指示薬法による表面塩基度測定を実施した結果、焼成温度900 ℃のCaOが強い表面塩基度を示した。これらのCaOを、固定床反応装置に供給するテレフタル酸に対してモル比120となるよう充填し、反応温度700 ℃でテレフタル酸のベンゼン化試験を実施した。その結果、ベンゼン収率は僅かにではあるが、焼成温度の増加に伴い増加する傾向を示した。また、活性の高いCaOであるほど、ベンゼンのプロトンを引き抜き、生成したベンゼン同士の二次反応によるビフェニルの生成量が増加した。一方、焼成温度900 ℃以上のCaOを用いた場合、CaOと反応せずに充填層を通過したテレフタル酸が確認された。以上より、テレフタル酸とCaOが効率よく反応するためにはある程度の活性が必要であると同時に、活性の高すぎるCaOは生成したベンゼン同士の二次反応を促進するため、ベンゼン収率が低下する可能性が示唆された。しかし、いずれのCaOを用いた場合でもベンゼン収率・純度に大きな差異は確認されず、PETのベンゼン化に適用可能なCaOの性能は幅広いことが明らかとなった。