水熱酸化法をベースとする複合プロセスによる有機ハロゲン汚染水の高度処理技術の開発

• 研究課題/領域番号: 15K00585
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境負荷低減
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 米谷 紀嗣 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80295683)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 廃棄物処理 / 触媒・化学プロセス / 水熱酸化法 / キャビテーション / フェントン法 / 水熱酸化 / オゾン / 水質浄化 / キャビテーション法

研究成果の概要

水熱酸化法をベースにフェントン法、UV法、キャビテーション発生法の各手法を組み合わせた複合プロセスを開発し、既存技術より反応温度・圧力を下げて難分解性汚染物質を含む汚染水の高度処理を可能にすることを目的として研究を行った。水熱酸化法＋フェントン法に使用する触媒として、Cu/Niの二元系触媒が有望であることを発見した。元素間の相互作用によりCuイオンによるフェントン型反応が加速されることを見出した。UV法との組み合わせでは、汚染物質の分解率に有意な向上は見られなかった。ベンチュリ管を用いて水熱条件下の反応系中にキャビテーションを発生させ、これにより汚染物質の分解を促進することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Degradation of Hydrophilic Polymers in Aqueous Solution by Using Ozone Microbubble (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nishiyama, K. Matsuura, E. Sato, N. Kometani, H. Horibe
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 30 号: 3 ページ: 285-289
  • DOI: 10.2494/photopolymer.30.285
  • NAID: 130005950264
  • ISSN: 0914-9244, 1349-6336
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Photocatalytic Reduction of CO2 by Pt-Loaded TiO2 in the Mixture of Sub- and Supercritical Water and CO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Kometani, S. Hirata, M. Chikada
  • 雑誌名: Journal of Supercritical Fluids 巻: 120 ページ: 443-447
  • DOI: 10.1016/j.supflu.2016.05.031
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] WD-XRF Imaging With Polycapillary Optics Under Glancing Incidence Geometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Takimoto, M. Yamanashi, S. Kato, T. Shoji, N. Kometani, K. Tsuji
  • 雑誌名: Advances in X-ray Analysis 巻: 59 ページ: 120-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sample preparation for TXRF analysis of metal particles in used machine oils and preliminary research for application of principal component analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuno, Y. Tabuchi, R. Hosomi, T. Hasegawa, N. Kometani, K.i Tsuji
  • 雑誌名: Advances in X-ray Analysis 巻: 59 ページ: 112-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] 酸化銅触媒を用いたフェントン・水熱酸化法による汚染水高度処理技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 米谷紀嗣
  • 雑誌名: ケミカルエンジニアリング 巻: 60 ページ: 20-24
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 酸化銅触媒を用いた水熱酸化法による有機塩素系汚染水の高度処理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 米谷紀嗣，高見玲奈，中尾恭平
  • 雑誌名: 混相流 巻: 29 号: 4 ページ: 302-308
  • DOI: 10.3811/jjmf.29.302
  • NAID: 130005118671
  • ISSN: 0914-2843, 1881-5790
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In Situ Observations of Thermoreversible Gelation and Phase Separation of Agarose and Methylcellulose Solutions under High Pressure (2015)
  • 著者名/発表者名: Noritsugu Kometani, Masahiro Tanabe, Lei Su, Kun Yang, and Katsuyoshi Nishinari
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 119 号: 22 ページ: 6878-883
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.5b03632
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Preliminary experiment of X-ray diffraction imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaki Yamanashi, Noritsugu Kometani, Kouichi Tsuji
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: 355 ページ: 272-275
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2015.02.049
  • 査読あり
• [学会発表] 水熱酸化法とオゾン酸化法のハイブリッド化による難分解性有機物の高度処理 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林健吾，米谷紀嗣
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 超臨界水中における芳香族塩素化合物の吸収スペクトルのその場測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平田章太郎、米谷紀嗣
  • 学会等名: 第58回高圧討論会
• [学会発表] 難分解性有機汚染物質の水熱酸化を促進するCu-Ni触媒の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 成田正彰、米谷紀嗣
  • 学会等名: 化学工学会第49回秋季大会
• [学会発表] 水熱酸化法とオゾン処理法の複合プロセスによる汚染水処理技術の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林健吾、米谷紀嗣
  • 学会等名: 化学工学会第49回秋季大会
• [学会発表] 緑色蛍光タンパク質の回転緩和を用いたカラギーナンのゾル-ゲル転移の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎真代，米谷紀嗣
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2016-11-14
• [学会発表] 高温高圧水中での紫外可視光照射によるCO2 光触媒還元 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平田章太郎，米谷紀嗣
  • 学会等名: 第57回高圧討論会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] 水熱酸化法とオゾン酸化法のハイブリッド化による難分解性有機物の高度処理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林健吾，米谷紀嗣
  • 学会等名: 第57回高圧討論会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] 有機汚染物質の水熱酸化処理に用いられる Cu-Ni 二元系触媒の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 成田正彰，米谷紀嗣
  • 学会等名: 第57回高圧討論会
  • 発表場所: 筑波大学大学会館（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] キャビテーションをベースとした複合プロセスによる難分解性有機物分解処理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内柊平，米谷紀嗣
  • 学会等名: 化学工学会 第48回秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 緑色蛍光タンパク質の回転緩和によるカラギーナンのゾル-ゲル転移の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎真代，米谷紀嗣
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] キャビテーションをベースとした複合プロセスによる 3,4-ジクロロフェノール分解処理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内柊平，米谷紀嗣
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 高温高圧下での水を還元剤とする白金担持酸化チタンによるCO2光触媒還元 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平田章太郎，米谷紀嗣
  • 学会等名: 化学工学会第81年会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2016-03-13
• [学会発表] Reaction Mechanism of the Oxidative Decomposition of Organochlorine Compounds By Fenton-like Reaction in Subcritical Water (2015)
  • 著者名/発表者名: Noritsugu Kometani, Reina Takami
  • 学会等名: 2015 Annual Meeting of AIChE
  • 発表場所: ソルトレークシティー（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] Photocatalytic Reduction of CO2 by Pt-Loaded TiO2 in the Mixture of Sub- and Supercritical Water and CO2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Noritsugu Kometani, Shoutarou Hirata, Masashi Chikada
  • 学会等名: 11th International Symposium on Supercritical Fluids (ISSF 2015)
  • 発表場所: ソウル（大韓民国）
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 超臨界水・二酸化炭素混合流体中での二酸化炭素光触媒還元 (2015)
  • 著者名/発表者名: 米谷紀嗣，近田昌志，平田章太郎
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 大阪市立大学杉本キャンパス（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-09-09