硫酸イオン活性化機能をもつ環境浄化用触媒の開発

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25550066
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 忽那 周三 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究グループ長 (60344131)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 環境浄化 / 光触媒 / 硫酸イオンラジカル

Research Abstract

本研究は、硫酸イオン活性化機能（環境条件下で硫酸イオンを硫酸イオンラジカルに変換し、硫酸イオンラジカルにより直接または間接的に汚染物質を除去する機能）をもつ環境浄化用触媒の開発を目的とする。今年度は、反応速度は遅いものの、光照射下で上記機能をもつことが報告されている鉄（III)の硫酸錯イオンについて、光反応による硫酸イオンラジカルの生成効率を調べるための測定装置の整備と予備実験を行った。
拡散反射可視紫外分光測定装置を整備し、試料セル部分を加熱排気または加湿気体の流通により粉末試料の含水率を変化させることができる構造とした。硫酸鉄等の粉末試料について、可視紫外吸収特性が含水率によりどのように変化するかを次年度に観察する。
また、閉鎖循環式反応装置を用いて、硫酸イオンを過剰に含む鉄（III)イオン水溶液に光照射（地上に到達する太陽光の波長領域である300nm以上の波長領域の光照射）を行い、鉄(III)イオンの硫酸錯イオンからの硫酸イオンラジカル生成を確認する予備実験を行った。硫酸イオンラジカルの捕捉剤としてトリフルオロ酢酸イオンを添加し、CF3OOCF3等の気相生成物を多重反射セルとフーリエ変換赤外分光光度計を用いて観察したが、硫酸イオンラジカルの生成を確認できなかった。一方、試料水溶液中の鉄（III)の硫酸錯イオンが光照射によりわずかに消失することを、320 nm付近の吸光度の減少により確認した。
次年度は、鉄(III)の硫酸錯イオンについて、硫酸イオンラジカルの生成効率を種々の反応条件下で調べるとともに、天然鉱物に類似した構造をもつ触媒等から硫酸イオン活性化機能をもつ触媒を探索する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

測定装置等の整備がやや予定より遅れた、整備等に時間をかけたため、天然鉱物に類似した構造をもつ触媒等の合成実験の準備が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今年度整備した測定装置を用いて、鉄(III)の硫酸錯イオンについて硫酸イオンラジカルの生成効率を種々の反応条件下で測定する。一方、天然鉱物に類似した構造をもつ触媒等の合成を合成を専門とする研究者と協力して行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

高額物品の購入額が予定額を下回ったため。また、反応実験等が当初の計画より遅れ試薬等の物品費が今年度必要なかったため。
硫酸イオン活性化機能を確認する実験等において、消耗品（試薬、ガス、純水製造装置消耗品等）として使用する。