2001 Fiscal Year Annual Research Report

ダイオキシンを無害化し得る電極触媒の研究

Research Project

Project/Area Number	12650805
Research Institution	CHIBA UNIVERSITY
Principal Investigator	星永宏千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30238729)
Keywords	脱塩素化 / クロロベンゼン / 芳香族有機塩素化物 / 金属電極 / メディエータ / アセトニトリル / ナフタレン / ベンゼン
Research Abstract	芳香族有機塩素化物の一種であるダイオキシンを無害化するには脱塩素化すればよい。常温・常圧の穏和な条件で脱塩素化を行うには電解還元が有効である。効率よく脱塩素化を行う電極触媒開発の基礎として、芳香族有機塩素化物の中で最も単純な構造のクロロベンゼンを研究対象とし、溶解度が高いアセトニトリル中で脱塩素化を試みた。クロロベンゼン還元活性のある電極金属を探すために、Pt,Ir,Rh,Pd,Au,Ag,Zn,In,Pb,Sn,Cu,Fe,Cdの多結晶を電極とし、クロロベンゼン添加前後のボルタモグラムを測定した。しかし、クロロベンゼン添加後にボルタモグラムは変化せず、金属電極だけではクロロベンゼンの還元が進行しないことが予測された。そこで、メディエータを利用して還元を行うことにした。クロロベンゼンとメディエータをアセトニトリルに添加し、ボルタモグラムに現れるクロロベンゼン還元電流を指標として、クロロベンゼン還元活性を評価した。電極金属は上記の13種類、メディエータにはジベンゾフラン、ナフタレン、アントラセン、ペリレンを用いた。ナフタレンの場合、Cd<Sn<In<Pb<Zn<Agの順にクロロベンゼン還元電流が増大した。これ以外の金属では、クロロベンゼン還元電流は水素発生電流に覆い隠されて観測できなかった。ジベンゾフランはナフタレンと同様の結果を与えたが、アントラセンとペリレンはクロロベンゼン還元活性がなかった。クロロベンゼン還元電流が大きいAgとZn、還元電流が観測されなかったPtを作用極とし、メディエータにナフタレンを用いて、クロロベンゼンの電解還元を行った。AgとZnは86%、Ptは38%の電流効率でベンゼンを生成し、他の生成物は水素であった。ベンゼンの部分電流密度は、Ag電極が最大であり、12.4mA/cm^2となった。この値は、既報の炭素電極とジベンゾフランの結果の5倍以上で、Agとナフタレンの組み合わせがクロロベンゼン脱塩素化に有効であることを明らかにした。

Research Products

(9 results)

All Other

All Publications (9 results)

[Publications] Nagahiro Hoshi: "Voltammograms of the single crystal electrodes of palladium in aqueous sulfuric acid electrolyte: Pd(S)-[n(111)×(111)]and Pd(S)-[n(100)×(111)]"J. Electroanal. Chem.. 485・1. 55-60 (2000)
[Publications] Nagahiro Hoshi: "In situ infrared reflection absorption spectroscopic studies of coadsorption of CO with underpotential deposited lead on Pt(111) in aqueous acidic solution"J. Phys. Chem. B. 104・25. 6049-6052 (2000)
[Publications] Nagahiro Hoshi: "Electrochemical reduction of carbon dioxide at a series of platinum single crystal electrodes"Electrochim. Acta. 45・25-26. 4263-4270 (2000)
[Publications] Nagahiro Hoshi: "Configuration of adsorbed CO affected by the terrace width of Pt(S)-[n(111)×(111)] electrodes"Chem. Phys. Lett.. 336・1-2. 13-18 (2001)
[Publications] Yoshio Hori: "Selective formation of C2 compounds from electrochemical reduction of CO_2 at a series of copper single crystal electrodes"J. Phys. Chem. B. 106・1. 15-17 (2002)
[Publications] Nagahiro Hoshi: "Infrared Reflection Absorption Spectroscopy of Sulfuric Acid Anion Adsorbed on Stepped Surfaces of Platinum Single Crystal Electrodes"J. Phys. Chem. B. 106・8. 1985-1990 (2002)
[Publications] Nagahiro Hoshi: "Voltammograms of stepped and kinked stepped surfaces of palladium: Pd(S)-[n(111)×(100)]and Pd(S)-[n(100)×(110)]"J. Electroanal. Chem.. (印刷中).
[Publications] 星永宏: "電極作製単一結晶面の作製各金属電極の単一結晶面の出し方,電極の作り方Q:白金単結晶面の出し方と電極の作製法はどのようにするか?"Electrochemistry. 70・1. 54-56 (2002)
[Publications] 星永宏(分担執筆): "電極触媒科学の新展開"北海道大学図書刊行会. 350 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

ダイオキシンを無害化し得る電極触媒の研究

Principal Investigator

星 永宏 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30238729)

Research Products

[Publications] Nagahiro Hoshi: "Voltammograms of the single crystal electrodes of palladium in aqueous sulfuric acid electrolyte: Pd(S)-[n(111)×(111)]and Pd(S)-[n(100)×(111)]"J. Electroanal. Chem.. 485・1. 55-60 (2000)

[Publications] Nagahiro Hoshi: "In situ infrared reflection absorption spectroscopic studies of coadsorption of CO with underpotential deposited lead on Pt(111) in aqueous acidic solution"J. Phys. Chem. B. 104・25. 6049-6052 (2000)

[Publications] Nagahiro Hoshi: "Electrochemical reduction of carbon dioxide at a series of platinum single crystal electrodes"Electrochim. Acta. 45・25-26. 4263-4270 (2000)

[Publications] Nagahiro Hoshi: "Configuration of adsorbed CO affected by the terrace width of Pt(S)-[n(111)×(111)] electrodes"Chem. Phys. Lett.. 336・1-2. 13-18 (2001)

[Publications] Yoshio Hori: "Selective formation of C2 compounds from electrochemical reduction of CO_2 at a series of copper single crystal electrodes"J. Phys. Chem. B. 106・1. 15-17 (2002)

[Publications] Nagahiro Hoshi: "Infrared Reflection Absorption Spectroscopy of Sulfuric Acid Anion Adsorbed on Stepped Surfaces of Platinum Single Crystal Electrodes"J. Phys. Chem. B. 106・8. 1985-1990 (2002)

[Publications] Nagahiro Hoshi: "Voltammograms of stepped and kinked stepped surfaces of palladium: Pd(S)-[n(111)×(100)]and Pd(S)-[n(100)×(110)]"J. Electroanal. Chem.. (印刷中).

[Publications] 星 永宏: "電極作製 単一結晶面の作製 各金属電極の単一結晶面の出し方,電極の作り方Q:白金単結晶面の出し方と電極の作製法はどのようにするか?"Electrochemistry. 70・1. 54-56 (2002)

[Publications] 星 永宏(分担執筆): "電極触媒科学の新展開"北海道大学図書刊行会. 350 (2001)

星永宏千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30238729)

[Publications] 星永宏: "電極作製単一結晶面の作製各金属電極の単一結晶面の出し方,電極の作り方Q:白金単結晶面の出し方と電極の作製法はどのようにするか?"Electrochemistry. 70・1. 54-56 (2002)

[Publications] 星永宏(分担執筆): "電極触媒科学の新展開"北海道大学図書刊行会. 350 (2001)