| 研究課題/領域番号 |
20K12223
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 水熱酸化 / 触媒 / 第2遷移金属元素 / 2元系触媒 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では水熱酸化処理による汚染物質処理技術の高度化を実現するため、水熱環境下における遷移金属触媒のフェントン型反応に対する触媒作用を決定する因子を解明することを目的としている。2020年度は、まず初めに第2遷移金属（Y、Mo、Pd、Ag）の単元素触媒について検討した。含侵法により活性アルミナに各元素を固定し、それらを触媒として用いた。分解対象物質は3,4-ジクロロフェノール（DCP）とし、触媒充填床流通式反応装置を用いて反応温度200℃、圧力10 MPaの条件でDCPの分解処理を行った。第2遷移金属の単元素触媒を使用したときのDCP分解率、TOC除去率を評価したところ、いずれの触媒においてもDCP分解率とTOC除去率の向上はほとんど見られず、有意な触媒活性は確認できなかった。しかし、Cuと第2遷移金属元素を組み合わせた二元系触媒を使用したときのDCP分解率、TOC除去率を調べると、Cu-Mo二元系触媒が高い触媒活性を示すことが分かった。Cu-Mo二元系触媒は、これまで最も触媒活性が高いとされていたCu-Ni二元系触媒と同等かそれ以上の高い触媒作用を示した。この原因についてXPSを用いた触媒の表面分析により考察を行ったところ、CuとMoとの相互作用があることが示唆され、この相互作用がフェントン型反応の律速段階の反応を加速したことが、Cu-Mo二元系触媒の触媒活性が高かったことの要因であると推測した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画の通り、第2遷移金属元素の単元触媒について調査を行い、さらにCuと第2遷移金属元素を組み合わせた2元系触媒の調査にも着手した。
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| 今後の研究の推進方策 |
第二遷移金属についての調査は、Zr、Nb、Ru、Rhなど残りの元素についても同様に行う必要がある。また、触媒の評価についてはXRD、SEM、TEM、XAFSなどの様々な手法を用いてあらゆる視点から行う必要がある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍のため参加を予定していた国際会議が中止となり、旅費の執行ができなかったので繰越金が生じたが、翌年度の学会参加費用として使用する計画である。
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