遠紫外線を含む拡散光及びエキシマー光照射下での水中溶存有機物分解特性

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455311
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 菅原 拓男 秋田大学, 鉱山学部, 教授 (10006679)
• Keywords: 遠紫外線 / 紫外線 / 紫外線酸化 / エキレマ-光 / 全有機体炭素 / 光反応器 / 超純水 / 資源循環

Research Abstract

本年度は拡散性遠紫外線185nm光を含む紫外線を,低圧水銀灯を用いて照射した場合の水中溶存有機物分解特性を調べた.有機物としては,半導体産業用超純粋の循環利用を念願に置いてメタノールを選び,またその濃度はppmオーダーに設定した.光反応器としては現有の光源浸漬型環状反応器(OL)(環状部外管内径89mm,内管外径39mm,容量4.2l)及び,新規に準備したもの(NW)(環状部外管内径60mm,内管外径30mm,容量0.42l)を用いた.反応器(OL)では溶存酸素が存在しないように窒素を気泡状に供給しながら光照射し,また,新規装置は回分式循環系として貯液槽に窒素供給し反応器(NW)は均一系で光照射した.反応時間と共に変化する全有機体炭素濃度を新規購入の分析計で追跡し,かつ未反応物メタノール及び中間体ギ酸,生成物二酸化炭素を定量した.
実験結果から,反応時間と共にメタノールは減少していくが全有機体炭素濃度低下速度は遅いことが分かり,反応中間体は一部重合していくと推定した.このことは反応器(OL)において長時間の光照射により液面が泡立ち、泡沫が生成することで確認した.また,泡沫中の炭素を分析することにより反応系全体の炭素収支がとれることが分かった.なお、254nm光のみではメタノールは分解しない.ただし,これに過酸化水素を添加すると光酸化分解が進行する.以上の結果から,遠紫外線はメタノールを直接分解し,分解生成中間体は一部重合すると共に一部は254nm光の作用も加わって酸化分解することが分かり,一方254nm光はメタノールを直接攻撃せず,OHラジカル源があって初めて酸化分解することが確認できた.