2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of an electrochemical advanced oxidation process using cuprous ion/hypohalogenous acid (Cu+/HOX) reaction system
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17K00603
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
岸本 直之 龍谷大学, 理工学部, 教授 (00293895)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 促進酸化処理 / 電解フェントン型反応 / 銅 / 次亜塩素酸 / 電解処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は排水中のハロゲン化物イオン（塩化物イオン，臭化物イオン）を電解酸化して得られる次亜ハロゲン酸と電解生成銅(I)イオンを反応させることにより水酸基ラジカル（OHラジカル）を生成する水処理プロセスの構築を目指すものである。平成29年度は2つの課題（(1)Cu(I)/HOX反応による促進酸化効果の確認，(2)Cu(I)/HOX反応を用いた電解促進酸化処理法の運転操作因子の検討）に取り組んだ。
(1)については，Cu(I)/HOX反応は未報告の反応であるため，まずは次亜ハロゲン酸として一般的な次亜塩素酸を用いて，薬剤混合によるラジカル生成の確認を試みた。1,4-ジオキサンをラジカルプローブとし，塩化銅(I)溶液と次亜塩素酸ナトリウム溶液を混合させてラジカル生成を確認した結果，1,4-ジオキサンの分解が確認され，化学量論関係から，Cu(I) + HOCl → Cu(II) + OH + Cl-というFenton型反応が起こっていることが確認された。
(2)については，Cu(II)イオンの電解還元によるCu(I)生成と排水中塩化物イオンの電解酸化によるHOCl生成を組み込んだ反応器を開発し，促進酸化能力の発現の有無と促進酸化能力に及ぼす電流密度および流速の影響を評価した。加えて，次亜塩素酸に代わる次亜ハロゲン酸として次亜臭素酸の電解生成条件を検討した。結果として，電解生成Cu(I)/HOCl反応器では，電流効率は6.1%程度と低いものの，pH中性付近で促進酸化機能を発揮させることに成功した。また，次亜塩素酸に比べた次亜臭素酸の電解生成条件の違いもあきらかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
課題(1)については，Cu(I)/HOCl反応系についてラジカル生成が起こることを示し，対応する反応を特定することに成功しており，計画通りに進捗している。
課題(2)については，反応器や電極の準備に手間取った結果，電極材料試験が未実施となっているが，それ以外の点については計画通りに進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度にポテンショスタットの準備が完了していることから，未実施の電極材料評価については平成30年度に実施可能である。また，電解促進酸化反応器については，計画通り，引き続き，電流効率向上に向けた運転条件の検討を進める予定である。加えて，処理水に残存する銅イオンを回収再利用するシステムについて検討を開始する。
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| Causes of Carryover |
平成29年度において，電極材料試験が一部未実施となっており，そのため，研究経費残が生じた。ポテンショスタットなどの大型機材については平成29年度に準備が完了しており，平成30年度に当初計画通り，電極材料試験を実施する予定である。
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Research Products
(3 results)
