天然の酵素や微生物を環境浄化に利用する試みは数多いが、一般に生物分解は操作条件に敏感であり、また汚染物質との接触効率の向上が難しく、長時間の処理を要するなどの問題点がある。本研究では、これらの諸問題をバイオ技術とは別のアプローチで解決することを考えた。即ち、天然酵素の優れた反応促進機能を再現する触媒部位(金属クラスターなど)に捕集機能を受け持つ分離媒体(界面活性剤分子凝集体など)を組み合わせ、分離場としても反応場としても機能する新規有機ホスト無機複合体を調製し、これに難分解物質を濃縮した後、そのまま分解する高効率な環境浄化システムの構築を目指した。 地下水中の有害有機塩素化合物の処理を想定して、鉄系金属粒子とアルキルアンモニウム系界面活性剤分子凝集体を多孔質シリカゲルの細孔内に複合担持し、環境浄化材料としての可能性を模索してきた。主な対象物質はヘキサクロロベンゼンであるが、これは残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約で規制対象になっており、脱塩素分解は困難であった。即ち、分解生成物を分析して分解反応を追跡すると、一部は完全には脱塩素化せずに中間体のまま留まっていた。昨年度は分解反応に直接関与する金属粒子について改善を図ったが、今年度は界面活性剤分子凝集体(アドミセル)について中間体クロロベンゼン類の保持挙動を調査検討した。その結果、塩素原子が脱離するほどクロロベンゼン類はアドミセルに保持され難くなり、そのため水相へ漏出して金属粒子との接触効率が低下し、分解反応に不利になると懸念された。この問題はシリカゲル担体の比表面積の増大(細孔径の減少)によって改善できた。一方、アルキルアンモニウム系溶融塩中でセルロース系バイオマスを分解し、5-ヒドロキシメチルフルフラール(燃料やプラスチックなどの原料になる化合物)を合成する試みについても検討を進めたが、収率の向上は微幅であった。
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