2005 Fiscal Year Annual Research Report
酸化触媒反応による難分解性有機塩素化合物の無害化促進に寄与する腐植物質の機能解明
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16310064
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) |
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Principal Investigator |
福嶋 正巳 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, 主任研究員 (40344113)
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| Keywords | 鉄ポルフィリン触媒 / 腐植物質 / 難分解性有機塩素化合物 / 酸化反応 / 自己分解 / 超分子生成 / シクロデキストリン |
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| Research Abstract |
平成16年度は、腐植物質の疎水部分のモデル化合物としてシクロデキストリン(CD)を用い、触媒活性の低下の一因となる鉄ポルフィリン触媒の自己分解がCDと鉄ポルフィリン触媒との超分子生成により抑制され、それがペンタクロロフェノール(PCP)の酸化促進に寄与することを明らかにした。特に用いたCDの中で、ヒドロキシプロピル-β-CD(HP-β-CD)の添加がPCPに対する酸化脱塩素化に大きな効果を示し、25%程度ではあったが鉄ポルフィリン触媒系では困難とされてきたCO2までの無機化を達成するに至った。一方、鉄ポルフィリン触媒および鉄フタロシアニン触媒の自己分解速度に及ぼす腐植物質の添加効果を検討した。その結果、泥炭腐植酸のような疎水的な腐植物質の添加が、PCPの酸化分解促進に対して効果を示し触媒の自己分解抑制に有用なことを明らかにした。腐植物質と鉄ポルフィリン触媒との相互作用を紫外可視吸収スペクトルおよび1H NMRスペクトルにより解析した結果、腐植物質の芳香族部位と鉄ポルフィリン触媒中のメソ-フェニル基との疎水的な結合により超分子生成していることを明らかにした。さらに、効果のあった泥炭腐植酸に関して分子量分画を行った。各分画について芳香族成分を分析しPCPに対する酸化率、触媒に対する超分子生成能そして触媒の自己分解速度を評価した結果、最も多く芳香族成分を含む分画がPCPの酸化率および触媒との生成定数が大きく、触媒の自己分解速度が最も小さくなることがわかった。したがって、酸化触媒によるPCPなど難分解性有機塩素化合物の分解促進に寄与する腐植物質の効果は、触媒との超分子生成による触媒自身の安定化に起因すると結論づけた。
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