2014 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギーデバイス用フッ素系イオン液体の非焼却分解・再資源化反応システムの開発
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24310061
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
堀 久男 神奈川大学, 理学部, 教授 (50357951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永長 久寛 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (90356593)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 分解 / 亜臨界水 / 超臨界水 / フッ素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フッ素系イオン液体は様々なエネルギーデバイスにおいて、電解質材料等としての導入が進んでいるが、廃棄物の分解処理方法が確立されていない。高温での焼却は可能であるが単に高エネルギーが必要なだけでなく、発生するフッ化水素ガスが焼却炉材を損傷する
問題がある。このような背景から本研究では焼却によらない、低エネルギー的な手法でこれらを分解処理する方法を開発することを目的としている。
前年度までに代表的なフッ素系イオン液体のアニオン部であるビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド(CF3SO2)2N-について、リチウム塩を用いて亜臨界水（～350℃）および超臨界水（380℃）中でゼロ価鉄(Fe)あるいはFeOを還元剤として用いた反応を詳細に検討した。
26年度はそれらの結果を踏まえて、室温で液体のトリメチルプロピルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド[Me3PrN][(CF3SO2)2N]について、上記鉄系還元剤あるいは酸化剤(酸素）を添加した亜臨界水および超臨界水反応を行った。その結果、376℃の超臨界水状態でFeOを共存させ、18時間反応させることでF-を89.9%の高収率で得ることができた。この値は対応するリチウム塩の場合（85.7%）よりも若干高かった。
X線回折分析の結果、FeOは反応の初期過程でFeとFe3O4に変化していた。これは超臨界水中でFeOがFeとFe3O4に不均化することを意味する。Fe3O4にはこのイオン液体のアニオン部(CF3SO2)2N-を分解する効果はないのでFeOによる分解においては、系内に生成したFeが(CF3SO2)2N-の分解を起こす真の活性種として作用していると考えられる。またLCMSで反応液を分析した結果、反応中間体としてCF3CO2NH-が検出された。これはこのイオン液体のアニオン部の分解が炭素・硫黄結合の切断から開始されることを意味する。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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