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活性水素発生能および捕捉能を有する二重修飾膜電極によるCO_2電気化学的還元

研究課題

研究課題/領域番号 06217213
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関山口大学

研究代表者

小倉 興太郎  山口大学, 工学部, 教授 (40035077)

研究分担者 中山 雅晴  山口大学, 工学部, 助手
長岡 勉  山口大学, 工学部, 助教授 (00172510)
研究期間 (年度) 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1994年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード炭酸ガス / 活性水素 / 二重修飾膜電極 / 乳酸 / ポリアニリン / プルッシアンブルー / ポリピロール / ギ酸
研究概要

本研究の目的は無機導電体と導電性高分子膜を積層化した電極を用いて水溶液中でCO_2を低過電圧でC_3などの高付加価値物質に変換することである。無機導電体としてはプルッシアンブルー(PB)やモリブデンブルー(MB)を、導電性高分子膜としてはポリアニリン(PAn)やポリピロール(PPy)を用いた。さらに、導電性高分子膜には種々の金属錯体を電気化学的方法あるいはself-assembling法によって固定した。CO_2の電解還元はKC1水溶液中で定電位法で行った。生成物の定量はガスクロ、液クロ、スチームクロマト、有機酸分析システム装置を用いて行った。修飾膜に吸着した生成物あるいは反応中間体はFT-IR反射吸収スペクトル法で同定した。また、電解前後の電極形態をSTMによって観察した。
種々の修飾電極を用いて、CO_2を長時間電解したところ、二重修飾膜電極においてC_1(ギ酸、メタノール)、C_2(エタノール、アセトアルデヒド)、C_2(乳酸、アセトン、1-プロパノール)が得られた。さらに、高分子膜を金属錯体(Bis(1,8-dihydroxynaphthalene-3,6-disulphonato)iron(II)など)で修飾すると、乳酸とギ酸の生成量が飛躍的に増大し、CO_2還元の電流効率は10.1%に達した。生成物の収量を電解における通過電気量に対してプロットしたところ、ギ酸は電解開始と同時に生成したが、他の化学種の生成にはある誘導期(電気量)が必要であった。誘導期後、乳酸生成が最大となり、電気量に比例して増加した。電解後の電極のFT-IR表面反射スペクトルの測定によれば、-OH、-COOH、-CO、-CHOH、-CHOの存在が確認された。これらの結果より、CO_2還元の前駆体はギ酸であり、アルコール、アルデヒドを経て最終的に乳酸となるプロセスが示唆された。

報告書

(1件)
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] K.Ogura: "Novel Preparation of Electrically Conducting PVC by Photodehydrochlorination from PVC/Polypyrrole Composite Film." J.Poly.Sci.32. 33-38 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ogura: "Room Temperature-Coloration of Stainless Steel by Alternating Potential Pulse Method." J.Electrochem.Soc.141. 648-651 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ogura: "Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide on Dual-Film Electrodes Modified with and without Co(II) and Fe(II) Complexes." J.Electrochem.Soc.141. 419-424 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ogura: "Electroreduction of CO_2 to C_2 and C_3 Compounds on a Metal Complexfixed Polyaniline/Prussian Blue-modified Elcctrode." J.Electroanal.Chem.379. 373-377 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nagaoka: "Electrochemical Separation of Ionic Compounds Using Conductive Stationary Phase." J.Electroanal.Chem.364. 179-188 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤 日出夫: "ABS樹脂のアイゾット衝撃強度のクレーズ転移温度と構造因子との関係" 高分子論文集. 51. 289-294 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Uchida: "Dark Catalytic Reduction of CO_2 over Prussian Blue-Deposited TiO_2 and the Photo-Reactivation of the Catalyst." J.Mol.Catal.93. 269-277 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤 日出夫: "アクリロニトリルーブタジエン-スチレン(ABS)樹脂のアイゾット衝撃試験のクレーズ転移温度とゴム因子との関係" 高分子論文集. 51. 586-591 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nagaoka: "Composite Electrodes Consisting of Metal and Oxidized Carbon Particles for Complete Degradation of Trichloroethylene in Actonitrile." J.Electrochem.Soc.141. 1522-1526 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nagaoka: "Dynamic Elution in Electrochemical Ion Chromatography Using Pulse Perturbation of Stationary Phase Potential." J.Electroanal.Chem.371. 283-286 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nagaoka: "Electrochemical Chromatography Using a Polyaniline Stationary Phase." J.Electroanal.Chem.368. 315-317 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤 日出夫: "アクリロニトリルーブタジエン-スチレン(ABS)樹脂のアイゾット衝撃試験片のTEM観察およびクレーズと衝撃強度の関係" 高分子論文集. 51. 752-758 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] J.Yano: "Electrocatalytic Behabior of a Poly(N-methylaniline)-filmed Electrode to Hydroquinone." J.Applied Electrochem.24. 1164-1169 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.A.Hermas: "Effects of Alloying Addition on Corrosion and Passivation Behaviors of Type 304 Stainless Steel." Corrosion. 51. 3-10 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 小倉 興太郎(分担): "先端電気化学" 丸善株式会社, 398 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2018-06-07  

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