2015 Fiscal Year Annual Research Report
担持型酸化触媒による臭素系難燃剤の分解に及ぼす腐植物質の影響
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25241017
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
福嶋 正巳 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40344113)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 正秀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (60357126)
倉光 英樹 富山大学, その他の研究科, 教授 (70397165)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 環境材料 / 生体機能利用 / 水質汚濁・土壌汚染防止・浄化 / 触媒・化学プロセス / 超分子化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉄ポルフィリン触媒と鉄フタロシアニン触媒の活性の相違と反応メカニズムの違いを解明する目的で、これら触媒をイミダゾールとの配位結合を介してシリカ担体へ担持し、テトラブロモビスフェノールA(TBBPA)に対する触媒活性を評価した。その結果、鉄フタロシアニン担持触媒の方が高い活性を示した。その理由を解明するため、各触媒の酸化活性種を5,5-ジメチル-1-ピロリン-N-オキシドを用いたスピントラップ法により電子スピン共鳴分光法(ESR)で検出することを試みた。酸化活性種を形成する場合、酸素ドナーである一過硫酸イオンと中心金属である鉄が配位結合をして鉄(III)-過酸化物錯体(Fe(III)－O－O－SO3)が生成する。鉄ポルフィリン触媒の場合には、O－O結合のホモリシスのためフェリルオキソポルフィリン陽イオンラジカル種と硫酸イオンが生成した。また、鉄フタロシアニン触媒の場合には、O－O結合のヘテロリシスのため硫酸ラジカルとフェリルオキソ種が生成した。フェリルオキソポルフィリン陽イオンラジカル及びフェリルオキソ種は酸化剤としてTBBPAに作用するが、鉄フタロシアニン触媒では、強力な酸化剤として作用する硫酸ラジカルの寄与により活性が向上したと考えられる。
さらに、酸素ドナーとして一過硫酸カリウムよりクリーンな酸素分子および過酸化水素が適用可能な触媒反応系について、イミダゾール、ターピリジンなど窒素含有配位子から合成した非ヘム錯体についてブロモフェノール類の酸化を検討したが、20%程度の無機化と脱臭素化率60%以上と活性の向上は見られたものの、一過硫酸カリウム以外の酸素ドナーで高活性を得るには至らなかった。酸素分子を用いた場合、亜鉛ポルフィリン錯体の可視光照射により強力な酸化剤として作用する一重項酸素が生成し、これがブロモフェノール類の酸化分解に有用であることを見出した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
