光とオゾンを効果的に利用した高効率な液相系光触媒分解手法の開発とそのシステム化

• 研究課題/領域番号: 23510090
• 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・環境材料
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 関口 和彦 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50312921)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 2-プロパノール / 不織布担持光触媒 / オゾンマイクロバブル / 過酸化水素 / 紫外線 / 分解速度 / 無機化速度 / 分解生成物 / 不織布型光触媒 / エタノール / 光運搬 / 無機化 / 全有機炭素 / 光触媒 / オゾン / マイクロバブル

研究概要

オゾン(O3)のマイクロバブル(MB)化導入と不織布担持TiO2光触媒を用いた流通式反応系を提案し、2-プロパノール(IPA)の分解速度がO3MBにより向上すること、また、光触媒が無機化の促進に大きく寄与することを確認した。さらにIPAの分解速度、無機化速度を向上すべく、O3MBと不織布担持TiO2光触媒にH2O2を加えた系について、バッチ式反応系を用いた最適条件の検討を行った。不織布の材質や形状、H2O2とO3のモル比、UV照射の有無などの影響を評価し、生成されるOHラジカル濃度が、IPA分解とその無機化の向上において、各ステップで重要な役割を果たしていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Effective liquid-phase photocatalytic reaction using a newly developed titanium oxide-assisted reactor with ozone microbubble treatment (2014)
  • 著者名/発表者名: Kim, K. H., Sekiguchi, K., Yoshida, T., Yasui, F. and Tamura H
  • 雑誌名: Sep. Purif. Technol 巻: 126 ページ: 15-20
  • DOI: 10.1016/j.seppur.2014.02.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Removal of ethylene and secondary organic aerosols using UV-C254+185 nm with TiO2 catalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: K. L. Chang, K. Sekiguchi, Q. Wang, F. Zhao
  • 雑誌名: Aerosol Air Qual. Res. 巻: 13 号: 2 ページ: 618-626
  • DOI: 10.4209/aaqr.2012.07.0195
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波霧化技術を応用した水中有機汚染物質の気相分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 清水彩菜
  • 雑誌名: ケミカルエンジニヤリング 巻: 58 ページ: 276-281
• [学会発表] 超音波霧化技術を応用した水中有機汚染物質の気相分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 清水彩菜, 王青躍
  • 学会等名: 第30回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2013-08-27
• [学会発表] 促進酸化手法を用いた超音波ミストの活性化によるVOC ガスの分解処理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 並木孝招, 王青躍, 並木則和, 東賢一, 田村一, 諏訪好英, 鍵直樹, 藤井修二
  • 学会等名: 第30回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2013-08-27
• [学会発表] 性状の異なるオゾン分解触媒を用いたガス状 VOC に対する分解傾向の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 早野量人, 王青躍, 安井文男, 田村一
  • 学会等名: 第22回日本オゾン協会年次研究講演会
  • 発表場所: お茶の水女子大学(東京)
  • 年月日: 2013-08-08
• [学会発表] 促進酸化手法を用いた超音波ミストの活性化と VOC ガスとの反応性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 並木孝招, 横山慶, 王青躍, 並木則和
  • 学会等名: 第30回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2013-04-24
• [学会発表] 促進酸化法およびTiO2 担持不織布とオゾンマイクロバブルを用いた2-propanol の完全分解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 吉田剛, 王青躍, 安井文男, 田村一, 川崎達也, 松林康子
  • 学会等名: 第30回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2013-04-24
• [学会発表] 超音波霧化技術を応用した水中有機汚染物質の気相分解処理に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 清水彩菜, 王青躍
  • 学会等名: 第21回ソノケミストリー討論会
  • 発表場所: 明治大学(川崎)
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] 促進酸化手法の違いによる超音波ミストと VOC ガスの反応性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 並木孝招, 横山慶, 王青躍, 並木則和
  • 学会等名: 第21回ソノケミストリー討論会
  • 発表場所: 明治大学(川崎)
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] Complete decomposition of water-soluble VOC using ozone microbubbles and TiO_2 photocatalyst immobilized on a nonwoven fabric (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi, K., Yoshida, T., Wang, Q., Kim, K. H., Yasui, F., Tamura, H., Kawasaki, T. and Matsubayashi, Y
  • 学会等名: Proceedings of the 21th International Symposium on Contamination Control
  • 発表場所: チューリッヒ(スイス)
  • 年月日: 2012-09-05
• [学会発表] 超音波ミストを用いた気液相有機汚染物質の分解 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 清水彩菜, 横山慶, 並木孝招, 王青躍, 並木則和
  • 学会等名: 第29回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 北九州学術研究都市会議場(北九州)
  • 年月日: 2012-08-28
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒不織布を用いた水中2-プロパノールの無機化処理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 吉田剛, 王青躍, 安井文男, 田村一, 川崎達也, 松林康子
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2012講演論文集
  • 発表場所: 東京大学(柏)
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒を用いた液相中有機物質分解に関する研究(3)-リアクター性能への流量変化および不織布形状の影響- (2012)
  • 著者名/発表者名: 安井文男, 田村一, 関口和彦, 吉田剛, 松林康子, 川崎達也
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2012講演論文集
  • 発表場所: 東京大学(柏)
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] 二酸化チタン光触媒とオゾンマイクロバブルを用いた2-プロパノールの完全分解 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 吉田剛, 王青躍, 金庚煥, 安井文男, 田村一, 川崎達也, 松林康子
  • 学会等名: 第29回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)
  • 年月日: 2012-06-05
• [学会発表] 新規 TiO_2 固定化反応器とオゾンマイクロバブルを用いた有機成分の高効率液相光触媒分解 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金庚煥, 関口和彦, 吉田剛, 安井文男, 田村一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011講演論文集
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都)
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒を用いた液相中有機物質分解に関する研究(2)-除去率に与える諸因子の影響と分解生成物評価- (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 北代哲也, 金庚煥, 田村一, 安井文男
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011講演論文集
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都)
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒を用いた液相中有機物質分解に関する研究(1)-MB 発生器の違いによる影響- (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井文男, 田村一, 関口和彦, 金庚煥, 北代哲也
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011講演論文集
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都)
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒を用いた液相中有機物質分解に関する研究(1)－MB発生器の違いによる影響－ (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井文男, 田村一, 関口和彦, 金庚煥, 北代哲也
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学（京都）
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒を用いた液相中有機物質分解に関する研究(2)－除去率に与える諸因子の影響と分解生成物評価－ (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 北代哲也, 金庚煥, 田村一, 安井文男
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学（京都）
• [学会発表] 新規TiO2固定化反応器とオゾンマイクロバブルを用いた有機成分の高効率液相光触媒分解 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金庚煥, 関口和彦, 吉田剛, 安井文男, 田村一
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2011
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学（京都）
• [学会発表] オゾン分解触媒の違いによるO3共存下でのVOC分解特性の評価
  • 著者名/発表者名: 関口 和彦, 早野 量人, 王 青躍, 安井 文男, 田村 一
  • 学会等名: 第30回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京）
• [学会発表] 促進酸化法およびTiO2担持不織布とオゾンマイクロバブルを用いた2-propanolの完全分解
  • 著者名/発表者名: 関口 和彦, 吉田 剛, 王 青躍, 安井 文男, 田村 一, 川崎 達也, 松林 康子
  • 学会等名: 第30回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京）
• [学会発表] 促進酸化手法を用いた超音波ミストの活性化とVOCガスとの反応性評価
  • 著者名/発表者名: 関口 和彦, 並木 孝招, 横山 慶, 王 青躍, 並木 則和
  • 学会等名: 第30回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京）
• [学会発表] 性状の異なるオゾン分解触媒を用いたガス状VOCに対する分解傾向の比較
  • 著者名/発表者名: 関口 和彦, 早野 量人, 王 青躍, 安井 文男, 田村 一
  • 学会等名: 第22回日本オゾン協会年次研究講演会
  • 発表場所: お茶の水女子大学（東京）
• [学会発表] 促進酸化手法を用いた超音波ミストの活性化によるVOCガスの分解処理
  • 著者名/発表者名: 関口 和彦, 並木 孝招, 王 青躍, 並木 則和, 東 賢一, 田村 一, 諏訪 好英, 鍵 直樹, 藤井 修二
  • 学会等名: 第30回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 京都大学（京都）
• [学会発表] 超音波霧化技術を応用した水中有機汚染物質の気相分解
  • 著者名/発表者名: 関口 和彦, 清水 彩菜, 王 青躍
  • 学会等名: 第30回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 京都大学（京都）
• [学会発表] Complete decomposition of water-soluble VOC using ozone microbubbles and TiO2 photocatalyst immobilized on a nonwoven fabric
  • 著者名/発表者名: K. Sekiguchi et al.
  • 学会等名: 21th International Symposium on Contamination Control
  • 発表場所: チューリッヒ（スイス）
• [学会発表] 超音波霧化技術を応用した水中有機汚染物質の気相分解処理に関する研究
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 清水彩菜, 王青躍
  • 学会等名: 第21回ソノケミストリー討論会
  • 発表場所: 明治大学（川崎）
• [学会発表] 促進酸化手法の違いによる超音波ミストとVOCガスの反応性評価
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 並木孝招, 横山慶, 王青躍, 並木則和
  • 学会等名: 第21回ソノケミストリー討論会
  • 発表場所: 明治大学（川崎）
• [学会発表] 超音波ミストを用いた気液相有機汚染物質の分解
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 清水彩菜, 横山慶, 並木孝招, 王青躍, 並木則和
  • 学会等名: 第29回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 北九州学術研究都市会議場（北九州）
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒不織布を用いた水中2-プロパノールの無機化処理
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 吉田剛, 王青躍, 安井文男, 田村一, 川崎達也, 松林康子
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2012
  • 発表場所: 東京大学（柏）
• [学会発表] オゾンマイクロバブルと光触媒を用いた液相中有機物質分解に関する研究(3)－リアクター性能への流量変化および不織布形状の影響－
  • 著者名/発表者名: 安井文男, 田村一, 関口和彦, 吉田剛, 松林康子, 川崎達也
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2012
  • 発表場所: 東京大学（柏）
• [学会発表] 二酸化チタン光触媒とオゾンマイクロバブルを用いた2-プロパノールの完全分解
  • 著者名/発表者名: 関口和彦, 吉田剛, 王青躍, 金庚煥, 安井文男, 田村一, 川崎達也, 松林康子
  • 学会等名: 第29回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京）
• [図書] 超音波霧化技術を応用した水中有機汚染物質の気相分解技術, 排水・汚水処理技術集成 Vol. 2 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口和彦
  • 総ページ数: 397
  • 出版者: NTS
• [図書] Degradation of VOC gases using air-water interface reaction with TiO2 photocatalyst considering treatment of the decomposition intermediates, Advances in Chemistry Research. Volume 13 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sekiguchi, K. H. Kim
  • 総ページ数: 355
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [図書] Advances in Chemistry Research. Volume 13, Chapter 5 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sekiguchi, K. H. Kim
  • 総ページ数: 355
  • 出版者: Degradation of VOC gases using air-water interface reaction with TiO2 photocatalyst considering treatment of the decomposition intermediates
• [備考] 埼玉大学研究者総覧
  • URL: http://s-read.saitama-u.ac.jp/researchers/pages/researcher/BmgNsmBx