紫外線酸化法により発生させた水中活性化学種の挙動に関する工業反応速度論的研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450290
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 菅原 拓男 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (10006679)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅原 勝康 秋田大学, 工学資源学部, 助教授 (60154457)
• Keywords: 紫外線酸化 / 活性化学種 / エキシマーランプ / 超純水 / 低級アルコール

Research Abstract

上記課題下の研究初年度として,エタノールの分解中間体と考えられる酢酸,シュウ酸,及びフォルムアルデヒド水溶液の分解を行い,工業反応速度論的な立場からの検討を行った.併せてUVC光照射下でTOC分解に深く関与する過酸化水素の特異な挙動に関してこれまでに得た観測結果をまとめ,素反応速度論的考察も加えた.
実験は回分式循環法によって行った.3.31の希薄(濃度は10ppmCオーダー)な試料溶液を反応器に満たし,リザーバー底部より酸素ガスを供給した.エキシマーランプを使用した場合,酸素による真空紫外線の吸収を防ぐためにランプの周囲に窒素ガスを流した.内部照射型反応器で紫外線を照射し,所定時間ごとに試料を採取した.光源として,低圧水銀灯(254nmUVC光,36W)及びキセノンエキシマーランプ(172nmVUV光,20W)を用いた.分析には,全有機体炭素をTOC分析計,酢酸及びシュウ酸をイオンクロマトグラフィーにより,またフォルムアルデヒドは今回新規購入の高速液体クロマトグラフによりそれぞれ定量した.過酸化水素は,硫酸チタンによって呈色させ407nmでの吸光度から測定した.
実験結果によると,TOC源が異なるとその分解特性及び過酸化水素の挙動が特異的に変化することが分かった.それだけに,未だTOCの紫外線分解特性を工業速度論的な立場で一般的に議論することが困難な状況ではあるが,ギ酸分解に関しては,これまで放射線化学分野で主として議論されてきた水中活性種に関わる素反応速度論を参考に反応モデルを構築し,研究成果報文として投稿中(化学工学論文集)である.