| 研究課題/領域番号 |
17310055
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
環境技術・環境材料
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
堀 久男 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・未規制物質研究グループ, 研究グループ長 (50357951)
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| 研究分担者 |
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・未規制物質研究グループ, 主任研究員 (60344131)
竹内 浩士 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, 主幹研究員 (90357400)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
2006年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
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| キーワード | パーフルオロカルボン酸 / パーフルオロオクタン酸 / パーフルオロアルキルスルホン酸 / パーフルオロオクタンスルホン酸 / 過硫酸 / 亜臨界水 / テロマーアルコール / PFOS / 光触媒 / 亜臨界 / フッ素 / 分解 / パーフルオロノナン酸 / 光分解 / 二酸化炭素 / 環境残留性 |
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| 研究概要 |
近年、界面活性剤として使用されてきたパーフルオロオクタン酸(PFOA)等のパーフルオロカルボン酸類やパーフルオクタンスルホン酸(PFOS)等のパーフルオロアルキルスルホン・酸類の環境残留性と生体蓄積性が懸念されている。このため固定発生源対策として廃棄物(排水)の分解・無害化が望まれているがこれらは非常に安定で、焼却分解には1000℃程度の高温を必要とする。このため低エネルギーコストで効果的に分解・無害化する方法の開発が望まれていた。フッ化物イオンまで分解できればカルシウム処理により環境無害なフッ化カルシウムにできる。そこで本研究ではまず、パーフルオロカルボン酸類の中でPFOAよりも生体蓄積性が高い長鎖パーフルオロカルボン酸類を効果的に分解させる方法を検討した。これらは水に難溶なため水中ではコロイドとなり、光反応で分解させる場合には光を散乱するコロイド粒子の存在が大きな問題となる。長鎖パーフルオロカルボン酸類は無極性の液体二酸化炭素には特異的に溶解する。そこで長鎖パーフルオロカルボン酸類の懸濁液に過硫酸イオン(光分解して活性な硫酸イオンラジカルとなる)を添加し、そこに液体二酸化炭素を導入して水・液体二酸化炭素二相系とし、紫外・可視光照射して分解を試みた。その結果、期待通りこれらの長鎖パーフルオロカルボン酸類をフッ化物イオンまで高効率に分解させることができた。また、環境中のパーフルフルオロカルボン酸類の起源としては間接発生源として揮発性のフルオロテロマーアルコールの存在が指摘されていた。そこでその一種であるC_4F_9C_2H_4OHを空気中に存在させ、酸化チタン光触媒によりフッ化物イオンまで分解できるかどうか調べた。その結果、C_4F_9C_2H_4OHはC_4F_9CH_2CHO, C_4F_9CHO, C_nF_<2n+1>COF(n=2,3),COF_2を経て二酸化炭素とフッ化物イオンまで分解すること、水蒸気が反応中間体の分解を促進することが分かった。さらにPFOS等のパーフルオロアルキルスルホン酸類についても分解反応を探索し、それらを含む水に鉄粉を入れ、不活性ガス雰囲気中で250-350℃の熱水(亜臨界)状態にするとフッ化物イオンまで高効率に分解できることを発見した。
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