2019 Fiscal Year Annual Research Report
Induction period appearing during the reaction of H2O2/Cu(II)/Cl
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17K01291
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
熊崎 美枝子 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (70358430)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 過酸化水素 / 発熱分解反応 / 圧力発生挙動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、過酸化水素の水溶液中での発熱分解反応、中でも塩化物イオンが共存する条件下での銅（Ⅱ）イオンによる触媒反応において、反応開始から暴走反応に至る前に呈する一見緩やかな反応状態に着目した。その反応状態中に現れる固相の準安定状態や、その消失が起因すると考えられる急激な発熱分解反応、また急激な発熱分解反応に至るまでの誘導期について反応挙動の分析や、誘導期を延長・短縮する手法、あるいは誘導期・その後の反応暴走の安全な回避対策について検討を行うことを目的とした。
前年度まで行った誘導期の発生条件の探索、反応に関与する化学種の分析を踏まえ、今年度は誘導期に関与する次亜塩素酸の挙動と酸性度との関係について検討を行った。その結果、反応中に凝集物の発生を伴った酸性度の変動が見られた。酸性度の変動と凝集物発生の因果関係を確認するため、緩衝剤を用いて酸性度を維持し、同様の実験を行ったところ、凝集物の発生は見られず、同様に誘導期も現れることなく反応が収束した。つまり、酸性度を調節することで誘導期の制御ができたといえる。
上記の結果をもとに、誘導期発生因子である塩化物イオン（および塩化物イオンから反応の過程で生じる次亜塩素酸イオン）・酸性度を反応中に急激に変化させ、反応挙動を測定した。塩化物イオン量は反応速度促進の効果が見られたが、一方酸性度が高いと反応の進行に抑制の効果があった。それらの効果を比較すると、同じ濃度では酸性度による影響がより強くみられた。これにより、誘導期発生時に行う反応暴走の回避策が得られた。
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