2004 Fiscal Year Annual Research Report
錯体光触媒による環境残留性パーフルオロ酸化合物の分解・無害化処理
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15310066
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| Research Institution | NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
堀 久男 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門・未規制物質研究グループー, 研究グループ長 (50357951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永長 久寛 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門・励起化学研究グループ, 研究員 (90356593)
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| Keywords | パーフルオロ酸 / フッ素 / 光触媒 / パーフルオロオクタン酸 / 分解 / 界面活性剤 / PFOA |
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| Research Abstract |
パーフルオロ酸類は多くの産業用途に用いられてきたが、近年これらの一部が環境水や生物中に検出されている。従って環境中の蓄積を抑制し、生態系への影響や健康被害の発生を未然に防止するためにはこれらの固定発生源からの漏洩防止と共に廃棄物の分解・無害化を行う必要がある。今年度は環境残留性や生体蓄積性が特に懸念されているパーフルオロオクタン酸(C_7F_<15>COOH ; PFOA)の光分解について、直接光分解、過酸化水素(OHラジカル)、ポリオキソメタレート光触媒の3種の場合の比較・検討を行った。反応はPFOAあるいはそこにH_2O_2やH_3PW_<12>O_<40>を添加した水溶液に、加圧酸素下で水銀キセノン灯から紫外・可視光照射して行った。液相中の化学変化はイオンクロマトグラフィー、イオン排除クロマトグラフィー、電気伝導度検出HPLCおよびESI-MSで、気相中のそれはガスクロマトグラフィーおよびGCMSで追跡した。PFOAは低級パーフルオロカルボン酸類の場合と異なり紫外光照射のみでも徐々に分解し、気相中にCO_2、液相中にF^-が生成した。また、液相中にはC_6F_<13>COOH、C_5F_<11>COOH等のアルキル鎖が短縮したPFCAsも検出された。H_2(^<18>O)を用いた反応解析により生成物中の酸素原子は媒体である水に由来していることがわかった。一方H_2O_2を使用した場合は直接光分解の場合よりも反応性は低かった。H_3PW_<12>O_<40>を用いた場合、PFOA分解の初期速度は直接光分解の場合の3倍、F^-の収率も24時間で4.8倍となり、顕著な反応促進効果が見られた。反応が速いことだけでなく、生成物中の全フッ素分のうち、F^-の割合は97%となりF^-への選択性が飛躍的に増加することがわかった。
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