2013 Fiscal Year Annual Research Report

高効率フェントン法を用いたＣＯ２還元および増炭反応によるアルコール生成

Research Project

Project/Area Number	24656547
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	大和田秀二早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60169084)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	所千晴早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90386615)
Keywords	フェントン反応 / CO2還元 / フェリハイドライト / シュベルトマナイト
Research Abstract	高効率フェントン法でCO2をアルコールへ還元するときの最大の難点である、汚泥の大量発生を少しでも克服するために、汚泥の分析および過酸化水素への反応性評価を行なった。CO2還元実験で生じる汚泥形態の経時変化をXRDおよびFT-IR分析によって測定したところ、反応開始10 minではFerrihydrite、それ以降ではSchwertmanniteとして存在することが確認された。実験と同様の条件を再現した化学熱力学平衡計算によれば、pH1.9～3.8ではSchwertmanniteが、pH3.8以上ではFerrihydriteが優先的に生成するという結果が得られたが、実際にはSchwertmanniteは急激なpH変動条件下では生成されにくいため、pH変動が激しい実験初期ではFerrihydriteが生成し、pH変動が比較的緩やかである実験後期ではSchwertmanniteがそれぞれ生成されると考えられる。 FerrihydriteとSchwertmanniteの間でフェントン反応の起こりやすさを比較するために、それぞれの単成分から成る模擬汚泥を作製して過酸化水素の反応性を評価したところ、Ferrihydriteのみ過酸化水素を消費することが確認された。また、それぞれの単成分の模擬汚泥を用いてCO2還元実験を行ったところ、Ferrihydriteの方が高いTOCが発生することがわかった。このように、CO2還元実験にはSchwertmanniteよりもFerrihydriteの方が好ましいことが確認されたため、実験の実験でFerrihydriteの生成を促すために，CO2還元実験におけるNaOH添加量を0.2～0.4 mL（×5回）に変化させたところ，0.4 mLの添加条件において最も高いTOC濃度が確認された。