| 研究概要 |
芳香族有機塩素化物の一種であるダイオキシンを無害化するには脱塩素化すればよい。常温・常圧の穏和な条件で脱塩素化を行うには電解還元が有効である。効率よく脱塩素化を行う電極触媒開発の基礎として、芳香族有機塩素化物の中で最も単純な構造のクロロベンゼンを研究対象とし、溶解度が高いアセトニトリル中で脱塩素化を試みた。
クロロベンゼン還元活性のある電極金属を探すために、Rt, Ir, Rh, Pd, Au, Ag, Zn, In, Pb, Sn, Cu, Fe, Cdの多結晶を電極とし、クロロベンゼン添加前後のボルタモグラムを測定した。しかし、クロロベンゼン添加後にボルタモグラムは変化せず、金属電極だけではクロロベンゼンの還元が進行しないことが予測された。そこで、メディエータを利用して還元を行うことにした。
クロロベンゼンとメディエータをアセトニトリルに添加し、ボルタモグラムに現れるクロロベンゼン還元電流を指漂として、クロロベンゼン還元活性を評価した。電極金属は上記の13種類、メディエータにはジベンゾフラン、ナフタレン、アントラセン、ペリレンを用いた。ナフタレンの場合、Cd<Sn<In<Pb<Zn<Agの順にクロロベンゼン還元電流が増大した。
クロロベンゼン還元電流が大きいAgとZn、還元電流が観測されなかったPtを作用極とし、メディエータにナフタレンを用いて、クロロベンゼンの電解還元を行った。AgとZhは86%、Ptは38%の電流効率でベンゼンを生成し、他の生成物は水素であった。ベンゼンの部分電流密度は、Ag電極が最大であり、12.4mA/cm^2となった。この値は、既報の炭素電極とジベンゾフランの結果の5倍以上で、Agとナフタレンの組み合わせがクロロベンゼン脱塩素化に有効であることを明らかにした。
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